Совершенствование технологии изготовления вала фланцевого ИСРК-12.003.0024 трансмиссии кормораздатчика ИСРК-12 в условиях УП "КТИ СМА"

Расчетно-пояснительная записка на 114 с., графическая часть на 11 листах формата А1, таблиц 22, иллюстраций 6, два приложения.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: МАРШРУТ, ОПЕРАЦИЯ, УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ, ПРИПУСК, ДОПУСК, ПОДАЧА, КОНТРОЛЬ, ЭКОНОМИЧНОСТЬ, ТЕХНОЛОГИЧНОСТЬ, КАЧЕСТВО.
В проекте изучена проблема по совершенствованию технологии изго-товления вала фланцевого ИСРК-12.003.0024 трансмиссии кормораздатчика ИСРК-12 в условиях УП КТИ СМА, проведён анализ базового технологического процесса изготовления вала фланцевого на УП КТИ СМА. По результатам анализа разработан перспективный технологический процесс изготовления вала фланцевого, предложено приобрести новое оборудование, которое значительно сокращает время на выполнение технологического процесса.
В научно-исследовательской части проекта произведено исследование зависимости интенсивности электромагнитной наплавки от высоты рабочего торца.
Технико-экономические расчеты подтвердили целесообразность и обоснованность принятых в проекте решений.
Разработанная технология изготовления вала фланцевого ИСРК-12.003.0024 трансмиссии кормораздатчика ИСРК-12 рекомендуется для практического использования в хозяйстве.


СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ...............................................................................8
1 ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ПРОЕКТА................................................9
2 КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРЕДПРИЯТИЯ. НОМЕНКЛАТУРА ИЗГОТАВЛИВАЕМЫХ ИЗДЕЛИЙ............11
2.1 Общие сведения...................................................11
2.2 Характеристика научно-исследовательских и опытно-конструкторских разработок.....................11
2.3 Применяемые технологические процессы и оборудование.....14
2.3.1 Участок прессово-заготовительных работ........14
2.3.2 Участок механической обработки...............14
2.3.3 Участок финишной обработки включает.........15
2.3.4 Лаборатория станков с ЧПУ................15
2.3.5 Участок сборки-сварки..................................15
2.3.6 Слесарно-сборочный участок..................16
2.3.7 Участок термической обработки..............16
2.3.8 Вспомогательные участки............................16
2.4 Номенклатура изготавливаемых изделий.........17
3 НАЗНАЧЕНИЕ, УСТРОЙСТВО, РАБОТА, КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ И ХАРАКТЕРИСТИКИ ОСНОВНЫХ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КОРМОРАЗДАТЧИКА ИСРК-12......................20
3.1 Назначение кормораздатчика ИСРК-12.................20
3.2 Устройство, работа, конструктивные особенности ИСРК-12.........22
3.3 Характеристики основных эксплуатационных показателей ИСРК-12.............................25
4 НАЗНАЧЕНИЕ ВАЛА ФЛАНЦЕВОГО И АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧНОСТИ КОНСТРУКЦИИ..............................27
4.1 Назначение и конструкция детали.................27
4.2 Анализ технологичности конструкции детали..........................27
4.2.1 Качественная оценка технологичности конструкции детали...................................................27
4.2.2 Количественная оценка технологичности конструкции детали..........................................28
5 АНАЛИЗ БАЗОВОГО ВАРИАНТА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕС-СА, ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТИПА И ВЫБОР ОРГАНИЗАЦИОННОЙ ФОРМЫ ПРИЗВОДСТВА..............32
5.1 Определение типа и выбор организационной формы производства..................32
5.2 Анализ базового варианта технологического процесса..............33
6 ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВАЛА ФЛАНЦЕВОГО.....................36
6.1 Выбор оптимального метода получения заготовки...........36
6.2 Выбор технологических баз........................41
6.3 Выбор методов обработки...........................42
6.4 Выбор варианта и составление технологического маршрута обработки детали...........................43
6.5 Разработка технологических операций.................44
6.6 Режимы резания и техническое нормирование....46
6.6.1 Расчёт режимов резания...................46
6.6.2 Расчёт норм времени.................................................52
7 НАУЧНО – ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА. ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАВИСИМОСТИ ИНТЕНСИВНОСТИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ НАПЛАВКИ ОТ ВЫСОТЫ РАБОЧЕГО ТОРЦА.................58
8 ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ОТДЕЛЕНИЯ...........62
8.1 Технологическая планировка участка............62
8.2 Снабжение участка режущим инструментом и организация его заточки...................63
8.3 Организация ремонта оборудования и оснастки.......................66
8.4 Организация рабочих мест..............66
8.5 Расчет потребности в энергоресурсах..........69
9 РАЗРАБОТКА РЕМОНТНОГО ЧЕРТЕЖА.........72
9.1 Анализ условий работы и дефектов детали......72
9.1.1 Дефектовочные работы.............73
9.1.2 Физические методы контроля..............74
9.2 Обоснование способов устранения дефектов......75
9.3 Разработка маршрута восстановления вала фланцевого..............77
10 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ.........80
10.1 Безопасность жизнедеятельности на производстве..................80
10.1.1 Анализ состояния безопасности труда на УП КТИ СМА БГУ.........80
10.1.2 Правила безопасности при выполнении технологического процесса.....................82
10.1.3 Расчет искусственного освещения в производственных помещениях.............86
10.1.4 Пожарная безопасность на УП КТИ СМА.....................88
10.2 Безопасность жизнедеятельности в условиях чрезвычайных экологически неблагоприятных ситуациях.......................................90
10.2.1 Мероприятия по обеспечению безопасности жизнедеятельности рабочих и служащих при радиационном загрязнении.......90
10.2.2 Мероприятия по обеспечению экологической безопас-ности на УП КТИ СМА............93
11 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОЕК-ТА..........97
11.1 Краткая организационно-экономическая характеристика предприятия..........................97
11.2 Инвестиции...............................97
11.3 Расчет себестоимости продукции........................................99
11.4 Определение отпускных цен на изготовления вала фланцевого трансмиссии кормораздатчика ИРСК-12....................................105
11.5 Оценка эффективности инвестиций..................105
11.6 Расчет критических объемов производства на предпри-ятии.....108
ЗАКЛЮЧЕНИЕ........................................................................111
ЛИТЕРАТУРА..........................................................................113
ПРИЛОЖЕНИЯ .............................................115



3 НАЗНАЧЕНИЕ, УСТРОЙСТВО, РАБОТА, КОНСТРУКТИВНЫЕ
ОСОБЕННОСТИ И ХАРАКТЕРИСТИКИ ОСНОВНЫХ
ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ
КОРМОРАЗДАТЧИКА ИСРК-12

3.1 Назначение кормораздатчика ИСРК-12

Для достижения высоких надоев молока и увеличения привесов крупный рогатый скот должен быть обеспечен высококачественными кормами в достаточном количестве. При этом около 80% питательной ценности рациона животных приходится на зеленые и грубые корма.
Заготовка и хранение кормов традиционными методами сопровождаются большими потерями питательных веществ, особенно протеина и каротина, требуют больших затрат труда, в том числе ручного, что приводит к увеличению сроков проведения работ и снижению качества кормов.
Проблема увеличения производительности труда в кормопроизводстве, и животноводстве в целом, может быть решена лишь путем широкого применения современных технологий и новых высокопроизводительных машин и оборудова-ния, предназначенных для их внедрения.
Одной из наиболее широко применяемых, на сегодняшний день, является технология заготовки прессованного сена. При этом в силу сложившихся реалий в области производства сельскохозяйственной техники акцент делается на заготовку кормов в рулонах.
При всех преимуществах присущих данной технологии до последнего време-ни потребители вполне закономерно подчеркивали один имеющийся недостаток - сложность и трудоемкость процесса раздачи кормов в рулонах в животноводче-ских помещениях. Во многих хозяйствах до сегодняшнего дня можно увидеть картину, когда несколько человек упираясь изо всех сил, раскатывают рулон сена или соломы по проходу фермы, а затем вилами разрывают и раздают полученную ленту в кормушки. Хотя, если быть объективным, скорее это не недостаток технологии, а нехватка технических средств для ее реализации. В свое время были разработаны и подготовлены к производству машины для измельчения и последующей раздачи рулонированных кормов. Однако, в силу ряда причин, в том числе конструктивных и технологических, они не нашли широкого применения в хозяйствах.
Стремясь к комплексному решению вопроса обеспечения потребителей техникой для заготовки, хранения и раздачи кормов был сконструирована и предложена на рынке принципиально новая для нашего потребителя универсальная машина ИСРК-12.
Кормораздатчик ИСРК-12 предназначен для приготовления (доизмельчения смеси и раздачи по заданной программе кормовых смесей из двенадцати (или ме-нее) компонентов (зеленая масса, силос, сенаж, рассыпное и спрессованное сено, солома, комбикорма, корнеплоды в измельченном виде, брикетированные корма, твердые или жидкие кормовые добавки) без устройства самопогрузки компонентов с применением электронной системы взвешивания кормовой смеси.
Машина так же успешно применяется для измельчения грубых кормов и подстилочного материала в рулонах, с возможностью подачи измельченного корма в прицепы-емкости, другое технологическое оборудование, а также непосредственно в кормушки или на кормовой стол, а измельченного подстилочного материала в стойла при беспривязном содержании скота, в соответствии с заданным рационом измельчает и смешивает компоненты корма, с помощью электроники контролирует их вес, осуществляет дозированную раздачу ПКС. Преимущество же ПКС заключается в том, что они обеспечивают стабильность пищеварения, поскольку питательные и структурообразующие компоненты поступают в равномерном соотношении. Колебания рН в рубце практически отсутствуют, благодаря чему предупреждаются ацидозы. Наряду с улучшением здоровья достигается и эффективное использование корма (почти полностью устраняются его потери). [6]
Таким образом, данная машина обеспечивает полное устранение неквалифи-цированного ручного труда в процессе измельчения грубых рулонированных кормов, позволяет повысить продуктивность животных, что подтверждено эксплуатацией ИСРК-12 в хозяйствах, так же возрастает на 15--20% экономия корма, который расходуется строго "по назначению"[6].
Использование полуприцепной схемы агрегатирования измельчителя с трактором позволяет использовать для работы с ним наиболее массовый на сегодняшний день трактор в наших хозяйствах МТЗ-80/82.
Таким образом, измельчители-смесители-раздатчики кормов, условно называемые "миксерами" – это новое техническое решение для технологического комплекса, обеспечивающего кормление животных. Особенно эффективным будет их использование при однотипном круглогодичном кормлении КРС, когда нет перехода дважды в год на разные виды кормов. Это – и исключение сезонности использования "миксеров", и исключение стрессовых состояний животных при переходе с одного вида кормления на другой и замене машин для раздачи корма.
ИСРК-12 работает на ферме, где содержатся телята после 2-х месячного возраста и нетели. На подобных фермах он эффективно работает третий сезон, обеспечивая кормление поголовья около 1500 голов. ИСРК-12 по продуктивности заменяет 2 кормораздатчика КТУ-10, обеспечивает значительно лучшее скармливание корма и уменьшает его отход.
ИСРК-12 – это агрегат, который целесообразно рекомендовать для использования на фермах КРС и более быстрыми темпами внедрять новые эффективные технологии кормления животных.

3.2 Устройство, работа, конструктивные особенности ИСРК-12

Кормораздатчик (см. рисунки 3.1-3.3) состоит из рамы – 1, бункера – 2, шнекового рабочего органа – 3, весового механизма – 4, механизма раздачи кормов – 5, привода рабочих органов – 6, тормозной системы – 7,гидросистемы – 8 и ось тормозная с колесами – 9.
Рама представляет собой сварную конструкцию, на которую монтируются все рабочие органы. Рама установлена на одноосный пневматический ход. В передней части рамы имеется сница и регулируется по высоте опора.
Бункер в горизонтальной плоскости имеет прямоугольную форму, а верти-кальной поперечной плоскости – призматическую с расширением вверх.
На передней стенке бункера закреплен масляный бак гидросистемы машины,
дисплей весового механизма, управления рабочими органами. Имеется также
смотровая площадка и лестница для подъема на площадку. Сзади бункера
имеется решетчатое окно для возможности загрузки вручную различных
рассыпных добавок и премиксов.
В нижней призматической части бункера по его оси установлено два смеши-вающе-измельчающих шнека. Для доизмельчения массы по всей длине
витков шнеков установлены ножи с волнистой кромкой лезвия с насечкой.
Для смешивания компонентов корма каждый шнек имеет противоположную
навивку витков, обеспечивающих транспортирование смешиваемых
компонентов в середину. В средней части шнеков имеется лопасти,
направляющие потоки массы вверх.
Слева по ходу кормораздатчика, в средней части бункера, установлен выгрузной скребковый транспортёр с гидроприводом. Угол наклона транспортёра (высота выгрузки массы в кормушки) регулируется гидроцилиндром. Норма выдачи кормосмеси регулируется шиберной заслонкой выгрузного люка, открываемой с помощью гидроцилиндра. Величина открытия шибера контролируется визуально по положению рычага, связанного со штоком гидроцилиндра, и меткам, нанесенным на специальной линейке, закрепленной на передней стенке бункера. В транспортном положении транспортер фиксируется в вертикальном положении.
Подъем и опускание лотка производится вручную. Регулировка норма выдачи осуществляется так же, как и на выгрузном транспортере.
Весовой механизм состоит из нагрузочного устройства, управляющего кон-троллера и коммутационных связей. Измельченная система имеет ручной режим настройки, автоматический режим взвешивания с высвечиванием показаний на индикаторе дисплея, блокировку системы взвешивания при переездах агрегата к местам дозагрузки.
Привод рабочих органов кормораздатчика осуществляется от главного реверсивного редуктора, установленного в передней части рамы. Привод шнеков осуществляется цепными передачами, а остальных рабочих органов – с помощью автономной гидросистемы, включающие гидронасос и гидромотор привода выгрузного транспортера, гидроцилиндры привода шиберов и наклона транспортера, гидробак, гидрораспределители, контрольные приборы и предохранительную арматуру. Передача мощности от ВОМ трактора к главному редуктору осуществляется карданным валом. Частота вращения ВОМ должна быть 9с-1 (540 мин-1).
Система тормозная предназначена для затормаживания машины и состоит из пневмопривода и стояночного тормоза. Привод тормозов от пневмосистемы трактора, а стояночного тормоза – ручной, механический. Тормоза колодочные.
Ходовая система представляет собой мост с колесами. Балка моста с
колесами соединяется с рамой.
Приготовление и раздача корма происходит следующим образом:
– кормораздатчик используется только внутри фермерской зоны, так как не предназначен для передвижения по дорогам общего назначения и агрегатируется с тракторами класса 1,4.
– загрузка компонентов корма в бункер машины производится с помощью погрузчиков. После загрузки компонентов происходит измельчение, и смешива-ние компонентов двумя противоположно вращающимися шнеками с ножами в течение 5-7 мин до получения однородной смеси. Время смешивания продлевать не рекомендуется. Раздача кормосмесей осуществляется скребковым транспортером или при помощи лотка.


Рисунок 3.1 – Общий вид кормораздатчика ИСРК-12 спереди слева






Рисунок 3.2 – Общий вид кормораздатчика спереди справа
1 – вал карданный, 2 – редуктор планетарный, 3 – цепная передача привода шнеков, 4 – вал промежуточный, 5 – шнеки, 6 – оси транспортера, 7 –цепная передача, 8 – ось тормозная с колесами, 9 – рычага задвижек

Рисунок 3.3 – Кинематическая схема ИСРК-12


3.3 Характеристики основных эксплуатационных показателей ИСРК-12

К основным эксплуатационным показателям, подтверждающим целесообразность применения для условий СНГ следует отнести:
1. При минимальных габаритных размерах она вписывается в силуэт тракто-ра МТЗ-80, что позволяет применять ИСРК-12 "Хозяин" на большинстве ферм без дополнительной реконструкции. Бункер объемом 12 м3 обеспечивает кормом до 1000 голов за смену. Следует заметить, что объем 8 м3. мало подходит для наших хозяйств в силу большой концентрации поголовья. При объеме бункера 12 м3 в оптимальном режиме используется мощность трактора и достигается максимальная производительность в условиях нашего крупнотоварного производства.
2. Двухступенчатый редуктор в комбинации с двумя скоростями ВОМ дает возможность получать 4 скорости вращения шнеков и выбирать нужные режимы для любых компонентов корма.
3. Весовая система с удобным пультом, звуковыми сигналами, установкой запоминающих программ и дозированием с точностью до 1 кг, что особенно актуально при использовании дорогостоящих кормовых добавок.
4. Автономная гидросистема повышает общую надежность и сокращает время сцепки с трактором.
5. Два режуще-смешивающих шнека в нижней части бункера позволяют быстро и легко измельчать любые тюки, без дополнительных операций по их предварительному разрезанию.
6. Возможность одновременной двухсторонней раздачи за счет противовстречного вращения двух шнеков.
7. Время измельчения и смешивания в ИСРК-12 после загрузки последнего компонента всего 5 мин.
8. Кроме того, для кормораздатчика ИСРК-12 выполнены мероприятия по полной адаптации с тракторами МТЗ:
8.1. Специально разработано совместно с конструкторами МТЗ прицепное устройство для надежной работы как всей сцепки в целом, так и карданного вала. Нагрузка на сцепное устройство при полной загрузке менее 1400 кгс, что позволяет использовать МТЗ-80. При этом трактор уверенно управляется, что присуще далеко не всем кормораздатчикам в сцепке с МТЗ.
8.2.  ИСРК-12 имеет тормозную систему, сблокированную с тормозами трактора.
Основные эксплуатационно-технологические и экономические показатели:
Можно с достаточно высокой степенью однородности смешивать премиксы, концентраты, любые кормовые добавки. Процесс измельчения и смешивания осу-ществляется и при движении и составляет не более 5 мин. после загрузки последнего компонента кормовой смеси. С точки зрения окупаемости трудно найти другую такую машину. Срок окупаемости по оценке «Белорусской МИС» составляет 0,6 года. И хотя окупаемость зависит от численности поголовья и продуктивности, на втором году эксплуатации практически в любом хозяйстве кормораздатчик становится «бесплатным». Эта машина очень быстро окупается за счет увеличения надоев и привесов до 20% при использовании того же количества кормов. Либо можно удерживать продуктивность на прежнем уровне при значительном сокращении выдачи кормов и, следовательно, в любом случае снижается себестоимость выпускаемой продукции [6].
Результаты эксплуатационных испытаний, проведенные «Северо-Западной МИС» (протокол No 10-09 02), [6] выявили ряд следующих показателей:
1. Для получения данных по зоотехнической оценке испытания проводились на приготовление и дозированную раздачу кормосмеси: силос плюс сено в рулонах плюс концкорма плюс зерно плющенное плюс меласса. ИСРК-12 производит измельчение и смешивание силоса и сена. Неравномерность смешивания, потери корма при смешивании и раздаче соответствуют требованиям ГОСТ.
2. По качеству выполнения технологического процесса ИСРК-12 обеспечивает качественное измельчение и смешивание сена в рулонах с другими компонентами корма, что влияет на неравномерность раздачи корма по длине кормовой линии.
3. По эксплуатационно-технологической оценке: ИСРК-12 имеет хорошие показатели. Коэффициент надежности технологического процесса равен 1,0.
4. По энергетической оценке: Общая потребляемая мощность при измельчении и раздаче не превышает 24,7 кВт. Мощность на привод машины от ВОМ трактора не превышает 22,9 кВт.
5. По оценке надежности: ИСРК-12 имеет удовлетворительный уровень надежности.
6. Коэффициент готовности, с учетом оперативного времени, получен равным 0,999.
7. По оценке безопасности и эргономичности: Конструкция ИСРК-12 обеспечивает безопасные условия эксплуатации.
8. По экономической оценке: Затраты труда при приготовлении и раздаче корма ИСРК-12 снижаются на 99%, что приводит к снижению затрат на заработную плату на 90,2%.
9. Сумма комплексных затрат по ИСРК-12 на 46,2% ниже, чем по сравниваемой машине. Это приводит к получению годового экономического эффекта в размере 495,6 тыс. руб.
Таким образом, измельчитель-смеситель-раздатчик кормов ИСРК-12 экономически и технологически эффективен и рекомендуется к применению.





6 ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА
ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВАЛА ФЛАНЦЕВОГО

6.1 Выбор оптимального метода получения заготовки

При выборе заготовки назначают метод ее получения, определяют конфигурацию, размеры, допуски, припуски на обработку и формируют технические условия на изготовление.
Главным при выборе заготовки является обеспечение заданного качества готовой детали при ее минимальной себестоимости.
Технологические процессы получения заготовок определяются технологическими свойствами материала, конструктивными формами и размерами детали и программой выпуска.
В действующем производстве учитываются возможности заготовительных цехов (наличие соответствующего оборудования); оказывают влияние плановые сроки подготовки производства (проектные работы, изготовление штампов, моделей, пресс-форм).
При выборе технологических методов и процессов получения заготовок учитываются прогрессивные тенденции развития технологии машиностроения. Решение задачи формообразования деталей целесообразно перенести на заготовительную стадию и тем самым снизить расход материала, уменьшить долю затрат на механическую обработку в себестоимости готовой детали.
Для этого необходимо в конструкции заготовки и технологии ее изго-товления предусмотреть возможность экономии труда и материалов путем применения штампованных, штампосварных, сварных заготовок.
Прогрессивными являются сварные заготовки. Сварные заготовки следует использовать при конструкции детали с выступающими частями, когда для ее изготовления требуется большой расход материала и большие затраты рабочего времени.
В качестве заготовки для вала и способа получения заготовки выбираем сортовой, круглый горячекатаный прокат обыкновенной точности.

Определяем длину заготовки для данной детали по формуле:
(6.1)
где: – номинальная длина детали по чертежу;
– общий припуск на обработку торца;
– ширина пилы.
Общая расчетная длина заготовки:

Принимаем длину штучной заготовки:

Объем заготовки определяем по плюсовым отклонениям (диаметр заготовки 95 мм).
(6.2)
где: – диаметр заготовки;
– длина заготовки.

Масса штучной заготовки:
(6.3)
где: – плотность материала, кг/см (для стали );
– объем заготовки, см3

Выбор оптимальной длины проката для заготовки рассчитывается, учитывая потери на зажимных устройствах принимаем 80 мм ( ). Заго-товку отрезаем на станке модели ABS-250.
Длина торцевого отрезка:
(6.4)
где: – диметр заготовки.

– число заготовок исходя из принятой длины проката
(6.5)

Принимаем 17 штук из данной длины проката.
Остаток длины (не кратность определяем в зависимости от принимаемой длины проката)

Потери материала на длину торцевого отрезка проката, %
(6.6)

Расход материала но одну деталь с учетом всех технологических неиз-бежных потерь
(6.7)

В качестве заготовки для фланца и способа поучения заготовки выбираем листовой горячекатаный прокат обыкновенной точности.
Причем точность горячекатаного проката ориентируется соответственно 12-14-му квалитету.
Выбранный горячекатаный прокат маркируется

Определяем диаметр заготовки для данной детали по формуле
(6.8)
где: – номинальная длина детали по чертежу;
– общий припуск на обработку торца;
– ширина реза;
Общий расчетный диаметр заготовки

Принимаем диаметр штучной заготовки

Объем заготовки определяем по плюсовым отклонениям (диаметр заготовки 330 мм).
(6.9)
где: – диаметр заготовки;
– длина заготовки.

Масса штучной заготовки
(6.10)
где: – плотность материала, кг/см (для стали );
– объем заготовки, см3

В качестве заготовки для втулки и способа получения заготовки выбираем трубу горячекатаный прокат обыкновенной точности.

Определяем длину заготовки для данной детали по формуле:
(6.11)
где: – номинальная длина детали по чертежу;
– общий припуск на обработку торца;
– ширина пилы.
Общая расчетная длина заготовки:

Принимаем длину штучной заготовки:

Объем заготовки определяем по плюсовым отклонениям
(6.12)
где: – диаметр заготовки;
– длина заготовки.

Масса штучной заготовки:
(6.13)
где: – плотность материала, кг/см (для стали );
– объем заготовки, см3

Выбор оптимальной длины проката для заготовки рассчитывается, учитывая потери на зажимных устройствах принимаем 80 мм ( ). Заго-товку отрезаем на станке модели ABS-250.
Длина торцевого отрезка:
(6.14)
где: – диметр заготовки.

– число заготовок исходя из принятой длины проката
(6.15)

Принимаем 86 штук из данной длины проката.
Остаток длины (не кратность определяем в зависимости от принимаемой длины проката)

Потери материала на длину торцевого отрезка проката, %
(6.16)

Расход материала но одну деталь с учетом всех технологических неиз-бежных потерь
(6.17)

В качестве заготовки для кольца и способа поучения заготовки выбираем листовой горячекатаный прокат обыкновенной точности.
Причем точность горячекатаного проката ориентируется соответственно 12-14-му квалитету.
Выбранный горячекатаный прокат маркируется

Определяем диаметр заготовки для данной детали по формуле
(6.18)
где: – номинальная длина детали по чертежу;
– общий припуск на обработку торца;
– ширина реза;
Общий расчетный диаметр заготовки

Принимаем диаметр штучной заготовки

Объем заготовки определяем по плюсовым отклонениям (диаметр заготовки 150 мм).
(6.19)
где: – диаметр заготовки;
– длина заготовки.

Масса штучной заготовки
(6.20)
где: – плотность материала, кг/см (для стали );
– объем заготовки, см3


6.2 Выбор технологических баз

Схема базирования и закрепления, технологические базы, опорные и зажимные элементы должны обеспечивать определенное положение заготовки относительно режущих инструментов, надежность ее закрепления и неизменность базирования в течение процесса обработки при данной установке. Поверхности заготовки, принятые в качестве баз, и их относительное расположение должно быть такими, чтобы можно было использовать наиболее простую и надежную конструкцию приспособления, удобства установки; закрепления, открепления и снятие заготовки, возможность приложения в нужных местах сил зажима и подвода режущих инструментов.
В целом конструкция вала удовлетворяет этим требованиям и в нём не предусматривают специальные элементы или поверхности, используемые только при базировании.
При выборе баз учитываем основные принципы базирования, поэтому полный цикл обработки детали от черновой операции до отделочной с целью уменьшения погрешностей и увеличения производительности обработки детали производится при наименьшем количестве переустановок заготовки при обработке.
При выборе баз для черновой обработки детали в качестве технологических баз с целью увеличению точности базирования закрепления заготовки в приспособлении принимаем поверхности, имеющие более высокую точность и малую шероховатость, не имеющих дефектов и с наименьшим припуском. Также база для первой операции выбирается с учетом обеспечения лучших условий обработки поверхностей. Так как первой операцией является токарная, то базой служит наружная цилиндрическая поверхность заготовки.
Выбор баз для чистовой обработки: исходя из того, что наибольшая точность достигается при условии использования на всех операциях механической обработки одних и тех же баз, а также возможность совмещения технологической и измерительной баз, поверхностями базирования будут являться наружные поверхности вала. При этом нужно добиваться того, чтобы они не деформировались под действием сил резания, зажима и собственного веса заготовки.
Оценка точности базирования при выполнении каждой операции: устанавливаем, соблюдается ли принцип совмещения баз при выдерживании заданных размеров. Для этого рассматриваем осевые размеры и радиальное биение поверхностей. При выполнении операции точения и шлифования вал базируется в поводковом или трехкулачковом патронах, при этом радиальное биение поверхности посадочного отверстия при нормальной точности составляет 0,01 мм, что соответствует технологическим требованиям. В осевом направлении измерительная база совмещена с технологической. Так как все принципы совмещения баз соблюдаются, то погрешность базирования равна нулю.

6.3 Выбор методов обработки

При выборе методов обработки детали будем руководствоваться воз-можностями предприятия и наличием оборудования, видом получения заготовки, технико-экономическими показателями.
За основной метод получения заготовки принимаем обработку заготовки резанием. Для придания нужных форм и размеров детали воспользуемся такими разновидностями, как токарная обработка, фрезерование.
Для данных методов получения детали будем руководствоваться сле-дующими соображениями:

1) в первую очередь следует обрабатывать поверхности, принятые за чистовые (обработанные) технологические базы;
2) последовательность обработки зависит от системы простановки размеров. В начало маршрута выносят обработку той поверхности, относительно которой на чертеже координировано большее число других поверхностей;
3) при невысокой точности исходной заготовки сначала следует обрабатывать поверхности, имеющие наибольшую толщину удаляемого материала (для раннего выявления литейных и других дефектов, например раковин, включений, трещин, волосовин и т.п., и отсеивания брака). Далее последовательность операций необходимо устанавливать в зависимости от требуемой точности поверхности: чем точнее должна быть поверхность, тем позднее ее необходимо обрабатывать, так как обработка каждой последующей поверхности может вызывать искажение ранее обработанной поверхности (снятие каждого слоя металла с поверхности заготовки приводит к перераспределению остаточных напряжений, что и вызывает деформацию заготовки). Последней нужно обрабатывать ту поверхность, которая является наиболее точной и ответственной для работы детали в машине;
4) операции обработки поверхностей, имеющих второстепенное значе-ние, не влияющих на точность основных параметров детали (сверление мелких отверстий, снятие фасок, прорезка канавок, удаление заусенцев и т.п.), следует выполнять в конце технологического процесса, но до операций окончательной обработки ответственных поверхностей. В конец маршрута желательно также выносить обработку легкоповреждаемых поверхностей, к которым относят, например, наружные резьбы, наружные зубчатые поверхности, наружные шлицевые поверхности и т.п.;
5) в том случае, когда заготовку подвергают термической обработке, для устранения возможных деформаций нужно предусматривать правку заготовки или повторную обработку отдельных поверхностей для обеспечения заданной точности и шероховатости.

6.4 Выбор варианта и составление технологического маршрута
обработки детали

Технологический маршрут обработки вала фланцевого приведен в таблице 6.1.

Таблица 6.1 – Технологический маршрут обработки вала фланцевого
Номер опера-ции. Наименование операции
1 2

Продолжение таблицы 6.1
1 2
 Вал
005 Отрезная
010 Токарная
015 Токарная
020 Токарная
025 Фрезерная
030 Слесарная
035 Термическая
040 Шлифовальная
045 Контрольная
Фланец
005 Заготовительная
010 Сверлильная
015 Слесарная
020 Контрольная
Втулка
005 Отрезная
010 Токарная
015 Контрольная
Кольцо
005 Заготовительная
010 Токарная
015 Токарная
020 Слесарная
025 Контрольная
Вал Фланцевый
005 Сварочная
010 Токарная
015 Слесарная
020 Контрольная

6.5 Разработка технологических операций

В зависимости от выбранного технологического процесса назначаем технологические операции обработки детали.
При проектировании технологических операций, необходимо стремиться к уменьшению ее трудоемкости. Все технологические операции представлены в таблице 6.2.


Таблица 6.2 – Маршрутно-операционный технологический процесс изготовления вала фланцевого
Номер операции Наименование и краткое содержание операции Модель стан-ка, приспо-собление Режущий ин-струмент, размеры, марка материала Техноло-гические базы
1 2 3 4 5
Вал
005 Заготовительная Отрезной станок ABS-250 Пила 109825 3950х27х0,9 Поверхность проката
 Отрезать заготовку   
010 Токарная Токарный станок с ЧПУ 16А20Ф3 Резец проходной PCLNR 2525 M 12, пластина CNMG 120408E-M Поверхность ø95
 Подрезать торец   
 Черновое точение   
 Чистовое точение   
015 Токарная Токарный станок с ЧПУ 16А20Ф3 Резец проходной PCLNR 2525 M 12, пластина CNMG 120408E-M Поверхность ø95
 Подрезать торец   
 Черновое точение   
 Чистовое точение   
020 Токарная Токарный станок с ЧПУ 16А20Ф3 Резец проходной