Разработка технологического процесса изготовления шестерни 12КР.72000.0050

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Разработка технологического процесса изготовления шестерни 12КР.72000.0050



Введение

заготовка деталь технологический

Машиностроение - важнейшая отрасль промышленности. Совершенствование технологии машиностроения определяется потребностями производства необходимых обществу машин и потребностью потребителей в постоянном совершенствовании продукции. Совершенство конструкций машин характеризуется ее соответствием совершенному уровню техники, экономичностью в эксплуатации, а также тем, в какой мере учтены возможности использования наиболее экономичных и производительных технологических методов ее изготовления применительно к заданному выпуску и условиям производства.

Одной из важнейших задач стоящих перед машиностроением, является всемерное повышение технического уровня производства. Решение этой задачи определяется требованиями качественного изготовления постоянно усложняющихся конструкций проектируемых изделий, необходимостью повышения производительности труда рационального использования материальных, трудовых и стоимостных ресурсов.

Одним из определяющих видов производства в машиностроении является механическая обработка. Существенную роль в повышении технического и организационного уровня механообрабатывающего производства играют мероприятия, связанные с рациональным использованием металлорежущего оборудования и инструмента, внедрением групповых методов обработки, эффективным применением компьютеров при обработке технологических процессов, совершенствованием процессов резания.



1. Анализ исходных данных

Деталь «Шестерня» изготавливается из стали 40ХН3А по ГОСТ 4543-71 [3]. Габаритные размеры ш166,5х90 мм. Деталь имеет отверстие со шлицами, центрированными по внутреннему диаметру ш72Н7.

Модуль шестерни косозубой m=2,5; число зубьев - Z=62; угол наклона зубьев .

Технические требования:

Шероховатость по диаметру делительной окружности шестерни Ra=0,8. Шероховатость внутреннего диаметра шлицевых поверхностей Ra = 2,5. Шероховатость всех необрабатываемых поверхностей детали Rz = 20. Отклонение от перпендикулярности базового торца ш127 мм относительно шлицевого отверстия составляет 0,010. Отклонение от параллельности базовых торцов составляет 0,010. Степень точности зубчатого венца 7-8-7 Вс ГОСТ 1643-81 [4].

2. Выбор вида исходной заготовки и способа ее получения; расчет предельных размеров заготовки

Устанавливаем способ получения заготовки. Деталь изготовлена из стали 12ХН3А, поэтому в качестве заготовки будем использовать горячую объемную штамповку. Она используется в серийном и крупносерийном производстве. Этим способом получают заготовки различных форм и размеров из сталей, цветных металлов и сплавов на молотах, прессах и других машинах. Горячую объемную штамповку выполняем в открытых штампах. Обычно штампуют детали, представляющие собой тела вращения: диски, шестерни и т.д. Чтобы получить более точные по размерам поковки, сразу же после обрезки заусенцев производится калибровка их на штамповочных молотках или на кривошипных прессах.

Расчета допусков и припусков на заготовку

Материал Сталь 12ХН3А ГОСТ 4543-71 (0,09-0,16% С; 0,8-1,1% Cr; 2,75-3,15% Ni;). Штамповочное оборудование - кривошипный пресс. Инструмент - открытый штамп из инструментальной стали марки 5ХНМ. Масса шестерни 6,9 кг.

Определение расчетной массы поковки.

М_Р.П. = 6,9 * 1,8 =12,42 кг. К_Р =1,8.

Класс точности - Т3 [1, с. 48,]; группа стали - М2 [1, с. 47]; степень сложности - С1 [1, с. 51]; исходный индекс - 12 [1, с. 51].

Припуски на механическую обработку.

Размер диаметра заготовки 163,1 мм, шероховатость поверхности 1,6 мкм, припуск 2,0 мм (на сторону). Размер наружного диаметра с припуском на обработку составит величину 163,1+ 2,0 Ч 2 = 167,1 мм. Дополнительные припуски, учитывающие смещение поверхности разъема штампов - 0,3 мм. Размер наружного диаметра поковки 167,1 + 0,3 Ч 2 = 167,7 мм. Принимаем размер поковки 168 мм. Величина допуска на размер определяется в 1,7 мм с предельными отклонениями + 1,1 мм и - 0,6 мм. Размер поковки, проставляемый на чертеже .

Аналогично рассчитываются остальные размеры поковки шестерни:

- толщина 98 и шероховатость поверхности 1,6;

98 + (2,0 + 0,3) Ч 2 =102,6; принимаем 103; размер на чертеже ;

- диаметр 72 и шероховатость поверхности 2,5;

72 - (1,9 + 0,3) Ч 2 =67,6; принимаем 67; размер на чертеже ;

Штамповочный уклон на наружные поверхности рекомендуется не более 5^о, принимается 5^о;

3. Выбор технологических баз

Исходя из принципа постоянства технологической базы, для создания наибольшей точности обработки, выбираем поверхности, которые будут использоваться в качестве технологической базы. Эти поверхности должны быть обработаны на первой операции, за один установ.

В качестве технологической базы используем шлицевое отверстие Ш72Н7. Для операции протягивания принимаем за технологическую базу торцевую поверхность.

4. Маршрутный технологический процесс

Деталь: Шестерня. Материал - Сталь 12ХН3А.

000 Заготовительная. Штамповать заготовку.

005 Термическая. Нормализация; отпуск.

010 Токарная. Заготовка устанавливается и закрепляется в трехкулачковом патроне.

1. Подрезать торец в размер 101,1 мм.

2. Точить сквозное отверстие ш 71,6 мм.

3. Точить фаску 2х45⁰ мм.

015 Протяжная. Протянуть десятишлицевое отверстие (d-10x72x78).

020 Токарная. Установить заготовку и закрепить ее по внутреннему диаметру на шлицевой оправке с упором по торцу венца.

1. Подрезать торец в размер 99,1 мм.

2. Подрезать торец в размер 98,6 мм.

3. Точить до ш167 мм.

4. Точить до ш163,1 мм.

5. Точить фаску 2,3х45^о.

6. Точить фаску 2х45^о.

025 Контрольная.

030 Зубофрезерная. Заготовка устанавливается и закрепляется по внутреннему диаметру на оправке с упором по торцу. Фрезеровать 38 зуба (m=4)

040 Шевинговальная. Шевинговать 38 зуба (m=4) окончательно.

045 Химико-термическая. Цементация; закалка; низкотемпературный отпуск. Закалка зубьев ТВЧ.

050 Внутришлифовальная. Шлифовать отверстие Ш72Н7 и базовый торец.

055 Плоскошлифовальная. Шлифовать второй торец.

060 Контрольная.

5. Операционный технологический процесс

На основании технологического способа обработки выбирают тип металлорежущего станка (токарные, протяжные, зубострогальный, и т.п.). Технологическую оснастку и приспособления к металлорежущим станкам выбирают в зависимости от вида технологических операций на основе габаритных размеров детали, вида заготовок, характеристики материала заготовок, точности параметров и конструктивных характеристик обрабатываемых поверхностей, влияющих на конструкцию оснастки, технологических схем базирования и закрепления заготовок, характеристику оборудования.

В мелкосерийном производстве необходимо применять универсальные, револьверные станки, гидрокопировальные станки, полуавтоматы и станки с числовым программным управлением.

005 Термическая.

010 Токарная.

Станок. Токарно-винторезный мод. 16К20.

Средства технологического оснащения.

Трехкулачковый патрон ГОСТ 2675-80 [5].

Режущий инструмент.

Резец проходной отогнутый Т15К ГОСТ 18877-73 [6], резец расточной ГОСТ 18882 - 73 [7].

Средства технического контроля.

Штангенциркуль ШЦ - I - 125 - 0,1 ГОСТ 166-89 [8].

015 Протяжная.

Станок. Протяжной для внутреннего протягивания 7534 ГОСТ 16015-91 [9].

Режущий инструмент. Протяжка ГОСТ 25969-83 [10].

Средства технологического контроля

Штангенциркуль ШЦ - I - 125 - 0,1 ГОСТ 166-89 [8].

020 Токарная.

Станок. Токарно-винторезный мод. 16К20.

Средства технологического оснащения.

Оправка шлицевая ГОСТ 18438-73 [11].

Режущий инструмент. Резец подрезной отогнутый ГОСТ 18880-73 [12], резец проходной отогнутый ГОСТ 18877-73 [6], резец проходной прямой ГОСТ 18869-73 [13].

Средства технического контроля.

Штангенциркуль ШЦ - I - 125 - 0,1 ГОСТ 166-89 [8].

025 Контрольная.

Средства технического контроля.

Стол контролера.

030 Зубофрезерная.

Станок. Зубофрезерный 53А20 ГОСТ 659-89 [14]

Режущий инструмент.

Фреза ГОСТ 10331-81 [15].

035 Шевинговальная.

Станок. Шевинговальный универсальный 5М714 ГОСТ 13281-93 [16].

Режущий инструмент.

Дисковый шевер ГОСТ 8570-80 [17].

045 Внутришлифовальная.

Оборудование. Станок внутришлифовальный мод. 3К225А

Средства технологического оснащения.

Трехкулачковый самоцентрирующийся патрон - патрон 7100-0005 ГОСТ 2675-80.

Режущий инструмент. Головка шлифовальная цилиндрическая AW40 х 20 24А25С17К ГОСТ 2447-82; головка шлифовальная коническая ЕW 15 х 25 24А25С17К ГОСТ 2447-82 [19].

Средства технического контроля.

Индикаторный нутромер НИ - 100М ГОСТ 868-82 [18].

6. Определение квалификации работ

При установлении нормы времени на выполнение данной операции определяется разряд квалификации работы по тарифно-квалификационному справочнику. В тарифно-квалификационном справочнике сформированы требования, предъявляемые к рабочему, для выполнения работы в отношении задания, навыков и степени самостоятельности для каждого квалификационного разряда.

Правильно отнесение нормируемой станочной операции к квалификационному разряду, так же как и определение нормы времени, имеет важное значение для эффективного использования фонда заработной платы.

Тарифно-квалификационные характеристики являются обязательными при тарификации работ и присвоения квалификационных разрядов рабочим на предприятиях, организациям и учреждения независимо от отрасли и формы собственности.

Токарь 4 го разряда т.к. обработка деталей на универсальном токарном станке по 8-11-му квалитету и данная работа входит в пример работ токаря данного разряда.

Протяжчик 4 го разряда т.к. производится протягивание внутренней цилиндрической поверхности по 7-му квалитету точности.

Зуборезчик 4 го разряда т.к. фрезерование по 8 му квалитету точности. Деталь средней сложности. Данная операция входит в пример работ фрезеровщика 4 го разряда

Шевинговальщик 4-го разряда т.к. шевингование червячного колеса по заданному квалитету точности. Данная операция входит в пример работ шевинговальщика 4 го разряда

Контролер 3-го разряда т.к. производится контроль и приемка деталей средней сложности после механической обработки. Данный вид контроля входит в пример работ выполняемым контролером 3-го разряда.

7. Нормирование технологического процесса

Основное (технологическое) время, мин:

Вспомогательное время, мин:

Установка и снятие детали [1. табл. 77]. Масса детали 6,9 кг, установка в оправке без выверки - =0,38 мин.

Время, связанное со сменой инструмента (установка сверлильного патрона в пиноль задней бабки) =0,07 мин.

Время на изменение режимов работы станка =0,07 мин.

Время, связанное с переходами =0,43 мин.

Контрольные измерения выполняются в конце операции (установа). Исходя из точности обработки и номинальных размеров контролируемых поверхностей измерение ведется штангенциркулем =0,16 мин.

Подготовительно-заключительное время [1, табл. 100]. Станок токарно-винторезный = 20 мин.

Штучное время на операцию, мин:

Штучно-калькуляционное время на деталь при партии запуска 500 деталей, мин:

= 4,56 + 20/500= 4,562

8. Расчет себестоимости на операции

Расчет себестоимости операций 020 производим методом прямого калькулирования. Для этого считаем себестоимость по формуле, руб.:

С _оп = З₀ + З_Н + А₀+_.Е_р + Е_э + Е_пл=7,99+7,09+1,64+0,03+0,01+2,63=19,39

где:

З₀ и З_Н - заработная плата соответственно станочников и наладчиков, руб.;

А₀ - амортизационные отчисления от стоимости оборудования

Е_р - затраты на ремонт и обслуживание оборудования, руб.;

Е_э - затраты на силовую электроэнергию, руб.;

Е_пл - затраты на амортизацию и содержание производственных площадей, руб.;

Заработная плата основного рабочего за 1 деталь составит, руб.:

З_о = t_шт.к T k К_д К_сс / 60 =4,56 35,1 1,91 1,15 1,365/60=7,99

Заработная плата наладчика за 1 деталь составит, руб.:

З_о = t_шт.к T k К_д К_сс / 60 =4,56 35,1 1,69 1,15 1,365/60=7,09

где:

Т = МУОП / МФРВ = 5965 / 170 =35,1 руб./ч.

Находим амортизационные отчисления А_о, руб.:

Находим затраты на содержание и амортизацию производственных площадей, руб.:

Находим затраты на электроэнергию, руб.:

Затраты на ремонт и обслуживание оборудования, руб.:



9. Расчет технологической себестоимости детали

Расчет технологической себестоимости производим нормативным методом расчета.

Нормативный метод можно представить в виде формулы:

С = С_з + С_опУК,

где:

С_з - стоимость заготовки;

С_т - стоимость токарной операции;

УК - сумма коэффициентов приведения.

Для этого находим стоимость заготовки, руб.:

Коэффициенты приведения:

К₀₁₀=1 - коэффициент токарной операции;

К₀₁₅=1,02 - коэффициент протяжной операции;

К₀₂₀=1 - коэффициент токарной операции;

К₀₃₀=0,52 - коэффициент зубофрезерной операции;

К₀₃₅=0,55 - коэффициент шевинговальной операции;

К₀₄₅=1,09 - коэффициент внутришлифовальной операции.

К₀₅₀=0,54 - коэффициент плоскошлифовальной операции.

Теперь складываем коэффициенты и подставляем в основную формулу. Получаем:

С = 138,38+19,39 (1+1,02+1+0,52+0,55+1,09+0,54) = 249,29 руб.



Список использованной литературы

1. Быков В.В. - Технология машиностроения. Курсовое проектирование: учеб. пособие. - М.: ГОУ ВПО МГУЛ, 2007. - 216 с.

2. В.В. Быков - Технология машиностроения. Курсовое проектирование. Приложения: учебное пособие. - М.: ГОУ ВПО МГУЛ, 2007. - 88 с.

3. ГОСТ 4543-71. Прокат из легированной конструкционной стали. Технические условия. - М.: Из-во стандартов, 1971.

4. ГОСТ 1643-81. Основные нормы взаимозаменяемости. Передачи зубчатые цилиндрические. Допуски. - М.: Из-во стандартов, 1981.

5. ГОСТ 2675-80. Патроны самоцентрирующиеся трехкулачковые. - М.: Из-во стандартов, 1980.

6. ГОСТ 18877-73. Резцы токарные проходные отогнутые с пластинками из твердого сплава. Конструкция и размеры. - М.: Из-во стандартов, 1973.

7. ГОСТ 18882-73. Резцы токарные расточные с пластинками из твердого сплава для обработки сквозных отверстий. Конструкция и размеры. - М.: Из-во стандартов, 1973.

8. ГОСТ 166-89. Штангенциркули. Технические условия. - М.: Из-во стандартов, 1989.

9. ГОСТ 16015-91. Полуавтоматы протяжные горизонтальные. Основные параметры и размеры. Нормы точности и жесткости. - М.: Из-во стандартов, 1991.

10. ГОСТ 25969-83. Протяжки для шлицевых отверстий с прямобочным профилем с центрированием по внутреннему диаметру комбинированные переменного резания двухпроходные. Конструкция и размеры. - М.: Из-во стандартов, 1983.

11. ГОСТ 18438-73. Оправки зубчатые (шлицевые) прямобочные центровые. Конструкция и размеры. - М.: Из-во стандартов, 1973.

12. ГОСТ 18880-73. Резцы токарные подрезные отогнутые с пластинками из твердого сплава. Конструкция и размеры. - М.: Из-во стандартов, 1973.

13. ГОСТ 18869-73. Резцы токарные проходные прямые из быстрорежущей стали. Конструкция и размеры. - М.: Из-во стандартов, 1973.

14. ГОСТ 659 - 89. Станки зубофрезерные. Основные параметры и размеры. Нормы точности. - М.: Из-во стандартов, 1989.

15. ГОСТ 10331-81. Фрезы червячные. Технические условия. - М.: Из-во стандартов, 1981.

16. ГОСТ 13281-93. Станки зубошевинговальные. Основные размеры. Нормы точности и жесткости. - М.: Из-во стандартов, 1993.

17. ГОСТ 8570-80. Шаферы дисковые. Технические условия. - М.: Из-во стандартов, 1980.

18. ГОСТ 868-82. Нутромеры индикаторные с ценой деления 0,01 мм. Технические условия. - М.: Из-во стандартов, 1982.

19. ГОСТ 2447-82. Головки шлифовальные. Технические условия. - М.: Из-во стандартов, 1982.

Размещено на Allbest.ru