Стоимость заготовок получаемых литьём в земляные формы и литьем в необлицованный кокиль определяется по формуле:

, (1.10)

где С_i - базовая стоимость 1 тонны заготовки, руб.;

Q - масса заготовки, кг;

q - масса готовой детали, кг;

S_отх - цена 1 тонны отходов, руб.;

k_T, k_с, k_В, k_М, k_п - коэффициенты, зависящие от класса точности, группы сложности, массы, марки материала, объема производства заготовок.

Стоимость отливки в земляные формы определяется следующим образом:

С_i =1440000 руб.; Q=5 кг; q=3,2 кг; k_T =1,05, [4]; k_с =1,2; k_В =0,84;

k_п =0,76 табл. 2.8, [4]; k_М =1,19.

Стоимость отливки в необлицованный кокиль определяется следующим образом:

С_i=1272000 руб.; Q=5 кг; q=3,2 кг; S_отх=99200 руб.; k_T =1,05;

k_с =1,2; k_В =0,84, табл. 1, [12]; k_М =1,19; k_п =0,95 [12].

Получение заготовки литьём в земляные формы экономически выгодней, чем литьё в кокиль. Однако следует учитывать стоимость кокиля, время формовки, качество отливки.

Результаты вычислений сведены в таблицу 1.7.

Таблица 1.7 Сопоставление вариантов получения заготовки

1.5 Расчет припусков

1.8 Определение потребного количества оборудования

Использование оборудования по времени.

Определим коэффициент загрузки станков _з:

, (1.34)

где m_р - расчетное число станков;

т_п - принятое количество станков.

Расчетное количество станков определяется как отношение штучного времени на данной операции Т_шт к такту выпуска t_в [1, c. 22]:

(1.35)

t_B=60·F_д/N_B (1.36)

t_B=60·3860/10000=23,16 мин

Определим для каждой операции расчетное количество станков, принятое, коэффициент загрузки (таблица 1.13).

Таблица 1.13 - Расчетное число станков, принятое, коэффициент загрузки.

Чтобы обеспечить надёжность зажима, силы резания увеличивают на коэффициент запаса к, который определяется в зависимости от условий обработки. Коэффициент к может быть представлен как произведение первичных коэффициентов к_0, к_{1 …,}к₆

к_{0 -}гарантированный коэффициент запаса - рекомендуется принимать для всех случаев равным 1,5.

к_{1 -} коэффициент, учитывающий увеличение силы резания при затуплении инструмента к₁ = 1,3.

к₂ - учитывает увеличение силы резания от прогрессирующего затупления режущего инструмента к₂ = 1.

к₃ - коэффициент, учитывающий увеличение силы резания при обработке прерывистых поверхностей на заготовке к₃ =1,2.

к₄ - коэффициент, учитывающий постоянство зажимной силы развиваемой приводом к₄ = 1,3.

к₅ - коэффициент, учитывающий удобства расположения рукояток в ручных зажимных устройствах к₅ = 1.

к₆ - коэффициент, учитываемый при наличии моментов, стремящихся повернуть заготовку на опорах к₆ = 1,5.

К = 1,5 *1,3*1*1,2*1,3*1*1,5 = 4,6 (2.2)

При точении деталь базируется по двум центрам

Применяемые центра, действующие нормально к поверхности заготовки, должны создавать силу зажима, препятствующую перемещению обрабатываемой заготовки под действием горизонтальной составляющей силы резания Р_н. Обычно силы Q1, Q2 зажима обоих прихватов равны, и, следовательно, силы трения Т1, Т2 тоже равны, тогда

Т₁ = Т₂ = Т = FQ= 0,15*2000=300 Н (2.3)

где F - коэффициент трения.

Надёжный зажим заготовки обеспечивается при условии, если

2FQ >=kP_н;

или

(2.4)

2.3 Приспособление для контроля.

Применение универсальных измерительных инструментов и калибров не всегда обеспечивает требуемую точность, удобство и производительность контроля, а в условиях поточно-автоматизированного производства практически не применимо. Контрольные приспособления исключают перечисленные недостатки инструмента и уменьшают количество брака.

Контрольные приспособления применяются для проверки заготовок и размеров при их обработке, деталей. Погрешность измерений допускается в пределах 8-30 % поля допуска на контролируемый размер. Для ответственных изделий погрешность измерения принимается 8 %, для менее ответственных 12-20 %, для неответственных -30 % поля допуска. Общая погрешность измерения характеризуется рядом составляющих, в т.ч. погрешностью установки измеряемого объекта, погрешностью настройки и износом элементов приспособления, температурными отклонениями. При конструировании контрольных приспособлений изучаются источники возникновения первичных погрешностей и определяются пути их частичного или полного устранения.

Контрольные приспособления подразделяются на универсальные и специальные. Универсальные контрольные приспособления обычно компонуются из контрольных плит, установочных элементов, измерительных устройств(индикаторов), стоек для их установки. Для повышения точности контроля, установочные элементы этих приспособлений должны быть в 2-3 раза более точными по сравнению с другими приспособлениями, а их рабочие поверхности должны иметь меньшую шероховатость. Важным фактором является высокая износостойкость установочных элементов. поэтому они часто выполняются из твёрдых сплавов типа ВК8, Т15К6 и других износостойких материалов. Места приложения сил зажима выбираются так, чтобы исключить недопустимые деформации контролируемого объекта и элементов самого приспособления. Измеряемые объекты следует выбирать также с учётом сил измерения и их влияния на качество и деформацию контролируемых поверхностей деталей и сборочных единиц.

Приспособление Биениемер радиальный БР41 применяется для измерения радиального биения с помощью индикатора часового типа. Контролируемая деталь базируется в центрах.

Расчёт приспособления на точность

Расчёт приспособления на точность производим по формуле

, (2.5)

где - допуск выполняемого размера;

соответственно погрешности: базирования, закрепления, установки приспособления на станке, положения детали из-за износа установочных элементов приспособления и от перекоса инструмента;

экономическая точность обработки;

коэффициент, учитывающий отклонение рассеяния значений составляющих величин от закона нормального распределения;

коэффициент, учитывающий уменьшение предельного значения погрешности базирования при работе на настроенных станках;

коэффициент, учитывающий долю погрешности обработки в суммарной погрешности, вызываемой факторами, не зависимо от приспособления.

Подставляя численные значения получим

3. Научно-исследовательский раздел

Методы обработки свободным абразивом

Абразивная обработка в струе жидкости. Суть процесса состоит в том, что поверхность (рис. 3.1) обрабатываемой детали 7 подвергается воздействию струи жидкости, содержащей абразивные частицы и направляемой под определенным углом а и с определенным давлением на обрабатываемую поверхность.

Для увеличения скорости истечения суспензии из сопла 2 струя обычно подвергается воздействию сжатого воздуха (Р=0,5…0,6 МПа), который подается в струйный аппарат по отдельному трубопроводу. Струя жидкости сообщает абразивным частицам высокую кинетическую энергию, в результате чего при ударе о поверхность они оказывают абразивное воздействие, т. е. осуществляют микрорезание, упругое и пластическое деформирование. При оптимальных режимах обработки достигается шероховатость поверхности Ra=2,0…0,5 мкм (при исходной Ra=l0…1 мкм), на обработанной матовой поверхности отсутствуют направленные риски, характерные для многих других методов обработки. Рациональные области применения струйного абразивно-жидкостного метода следующие:

1) обработка деталей сложной формы, в том числе внутренних полостей под антикоррозионные и декоративные покрытия;

2) обработка металлорежущего инструмента, деталей пресс-форм и штампов, имеющих сложную форму;

3) обработка зубьев зубчатых колес, в том числе для снятия заусенцев;

4) очистка различных деталей от окалины, заусенцев, различного рода загрязнений и т. д.

При использовании этого метода не только снижается шероховатость поверхности, но и улучшаются ее физико-механические характеристики.

Рисунок. 3.1 Схема абразивной обработки в струе жидкости

Для обработки плоских и профильных поверхностей могут быть использованы станки ЗЕ711ЭФ_1, ЗЕ731ЭФ2

Виброабразивная обработка. Широкое распространение получили методы полирования деталей во вращающихся барабанах и виброконтейнерах. Таким образом, чаще всего обрабатываются мелкие детали, а также детали, которые трудно поддаются обработке на полировальных станках ими другими известными методами (лопатки турбин, гребных винтов и др.). Обрабатываемые детали 3 (рис. 3.2) вместе с жидкой средой и абразивными частицами 2 загружаются в барабан (контейнер) 4, которому сообщается вращательное движение или вибрационные колебания с помощью специального механизма-вибратора 1.

Рисунок 3.2. Схема установки для виброабразивной обработки при свободной загрузке деталей

В процессе движений создается контактное взаимодействие и относительное перемещение абразивных частиц и обрабатываемых поверхностей, в результате чего происходит обработка. При полировании можно обрабатывать большое число деталей, поэтому, несмотря на длительность процесса (8…12 ч), эти методы эффективны. При назначении оптимальных режимов и условий обработки эти способы позволяют получать поверхности с Ra =0,32…0,63 мкм. Производительность процесса зависит от состава рабочей среды, абразивного материала и режимов обработки. Производительность и качество могут быть повышены введением химически активных добавок в рабочую среду, использованием шпиндельной и электрохимической виброабразивной обработки.

Турбоабразивная обработка. Ее производят в рабочей камере 7 (рис. 3.3), дном которой является пористая решетка 3. К камере снизу подводят сжатый воздух. Насыпанный на дно камеры слой абразивных зерен 2 при высокой скорости воздушного потока образует так называемый «кипящий» слой.

Рис. 3.21. Схема турбоабразивной обработки

В рабочую камеру вводят обрабатываемую заготовку 4, которой сообщается вращение от электродвигателя 5 или более сложное движение. В результате микроударного воздействия абразивными зернами обрабатывается вся открытая поверхность заготовки, в том числе наиболее сложного профиля. В качестве абразива используют обычно зерна электрокорунда зернистостью 12…80 в зависимости от требуемой шероховатости (Ra = 0,2… 10 мкм). Скорость заготовки - 15…30 м/с, интенсивность снятия припуска - до 2…5 мкм/мин. При турбоабразивной обработке удаляются заусенцы и закругляются кромки на деталях, оставшиеся после точения, сверления, протягивания, зубонарезания и т. д. Изменяя режимы и время обработки, можно получить различные радиусы закругления кромок.

Метод может быть рекомендован в качестве альтернативного трудоемким и небезопасным слесарным операциям. Для его реализации создан ряд конструкций специальных установок, позволяющих обрабатывать заготовки размером 20…1200 мм.

Финишная обработка деталей уплотненным потоком свободного абразива. Для практической реализации этого метода при обработке наружных, внутренних и плоских поверхностей разработан ряд устройств, обеспечивающих формирование уплотненного слоя абразива и возможность контактирования его с поверхностью обрабатываемой детали. Метод определяется состоянием абразивных зерен и их воздействием на обрабатываемую поверхность. Абразивное воздействие осуществляется свободными абразивными зернами, находящимися в суспензии в уплотненном состоянии под действием центробежных сил, в процессе их перемещения относительно обрабатываемой поверхности при определенном контактном давлении на нее [4].

Обработка наружных поверхностей вращения производится путем погружения детали в уплотненный центробежными силами поток свободного абразива, который формируется во вращающемся барабане. Установка состоит из четырех основных частей: контейнера, механизма для закрепления и вращения обрабатываемой детали, барабана и механизма для его вращения и устройства для подачи абразивной суспензии. Абразивная суспензия отбрасывается под действием центробежных сил к боковой поверхности барабана и образует уплотненное абразивное кольцо, которое, вращаясь вместе с барабаном, полирует поверхность погруженной в него детали.

Производительность обработки (съем по диаметру) может быть определена, по зависимости

AD = 0,513 - 10-3 - (z+ 1) t* F/ мкм,

где z - зернистость абразива; t - время обработки, с; К8 - скорость вращения барабана, м/с.