Проектирование чашки дифференциала заднего моста

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Основная задача машиностроения - повышение качества машин, их технического уровня, производительности и надёжности работы. Для решения этой задачи необходимо предусматривать экономию металла, сокращение трудовых затрат, применение норм техники безопасности, экологии и использование отходов.

В данном проекте рассматриваются проблемы изготовления деталей типа "Чашка дифференциала заднего моста". При разработке технологических процессов обработки деталей решены следующие задачи:

- повышение технологичности деталей;

- повышение точности и качества заготовок;

- создание технологии малоотходного производства, снижающей стоимость заготовок и расход металла;

- разработка новых типов и конструкций режущих инструментов и - приспособлений, обеспечивающих высокое качество обработки;

- автоматизация процессов обработки;

Автоматизация является эффективным средством повышения производительности и качества выпускаемых изделий. Это объясняется уменьшением вспомогательного времени при загрузке - выгрузке и уменьшением задержек между отдельными операциями.

При создании автоматизированных участков решаются вопросы компоновки, надёжности и стоимости станков, транспортёров и другого оборудования.

Одной из важнейших задач автоматизации производства является разработка и создание комплексных автоматизированных линий, в которых получение заготовок и механическая обработка деталей осуществлялись бы при минимальном использовании ручного труда.

Технология машиностроительного производства представляет собой совокупность различных технологических процессов: литья, ковки, штамповки, термической обработки и т.д.

Технология машиностроения охватывает заключительные стадии машиностроительного производства - превращение заготовки в готовые детали и обработку, т.е. изготовления машин.

Эффективность производства, технический прогресс, качество выпускаемой продукции зависит от развития производства нового оборудования, станков, инструментов и экономически эффективных технологических и конструкторский разработок.

1. Техническое задание

1.1 Общая характеристика объекта проектирования

Чашка дифференциала - является деталью, входящей в сборочную единицу - дифференциала заднего моста, со следующими характеристиками:

Материал - ВЧ 50 ГОСТ 7293-85

_в = 610 МПа

НВ =180…260

1.1.1 Объем выпуска и тип производства

Объем выпуска детали «Чашки дифференциала заднего моста» в соответствии с заданием, составляет 40000 штук в год. Точная программа определяется по формуле:

, где

А = 39978 шт. - годовое количество изделий;

а = 1 - количество деталей на одно изделие;

= 10% - процент запасных частей;

= 0 - процент неизбежных технологических потерь.

Программа выпуска проектируемого участка представлена в таблице.

Таблица 1.1 Перечень деталей, обрабатываемых на проектируемом участке.

Наименование детали	Обозначение	Годовая программа
Чашка дифференциала заднего моста	66-2401	40000
Чашка дифференциала заднего моста	66-2402	40000
Чашка дифференциала заднего моста	66-2403	40000
Чашка дифференциала заднего моста	66-2404	40000

Таблица 1.2 Организация производства по массе и объему выпуска продукции

Масса Детали, Кг	Тип производства
	Е	Мс	С	Кс	М
<1,0	<10	10-2000	2000-60000	60000-200000	>200000
1,0-2,5	<10	10-1000	1000-50000	50000-100000	>100000
2,5-5,0	<10	10-500	500-35000	35000-75000	>75000
5,0-10,0	<10	10-300	300-25000	25000-50000	>50000
>10	<10	10-200	200-10000	10000-25000	>25000

Тип производства определяем ориентировочно, в зависимости от объема выпуска и массы деталей. Таким образом, тип производства - крупносерийный.

1.1.2 Режим работы и фонды времени

Учитывая крупносерийный тип производства принимаем двухсменный режим работы. Данные сведены в таблицу 1.3

Таблица 1.3 Режимы работы и фонды времени

Количество рабочих Смен в сутки	Действительный годовой фонд Рабочего времени
	Оборудования	Рабочего
2	4055	1820

Данные приведены с учетом, что продолжительность рабочей недели составляет 40 час, продолжительность основного отпуска - 24 дней.

2. Технологическая часть

2.1 Основные направления проектирования технологических процессов изготовления деталей

Тип производства - крупносерийный следовательно предприятие обладает узкой номенклатурой обрабатываемых деталей, большим объемом их выпуска и непрерывным изготовлением в течение года.

Оборудование в ОАО «ГАЗ» имеет большое количество станков (токарные, сверлильные, протяжные, хонинговальные и зуборезные). Время выполнения отдельных операций не всегда кратно, и у станков наблюдается скопление деталей, но есть поточная обработка. Станки расположены в линии, что обеспечивает свободный вывоз станка с участка, а так же доступ к ним для обслуживания. Рядом со станками предусмотрены резервные площадки для резервного складирования деталей. Размещение оборудования обеспечивает последовательное выполнение технологических операций.

В зарубежных странах с развитым производством автомобилестроения носит не массовый характер, а изделия выпускаются средними или малыми сериями, так как в противном случае сложно удержать устойчивое положение при быстроменяющейся конъюнктуре рынка. Поэтому производство современных автомобильных заводов ориентировано на эксплуатацию переналаживаемых автоматических линий и гибких производственных систем. И соответственно обработка организована с применением типовых и групповых техпроцессов.

В качестве мер по увеличению производительности, облегчения условий работы на металлорежущих станках и расширения возможностей многостаночного обслуживания применяются различные меры:

- повышение точности заготовок;

- нанесение на режущий инструмент износостойких покрытий, повышающих их стой- кость в 2-10 раз и более раз и позволяющих вести обработку с повышенными скоростями резания;

- автоматизация техпроцессов, а именно создание комплексных автоматических линий, цехов и заводов с непрерывным потоком, полностью исключающим применение ручного труда.

2.2 Служебное назначение детали

Представленная деталь - чашка дифференциала является частью дифференциала повышенного трения, предназначенная для повышения проходимости автомобиля на заднем и переднем мостах, которые состоят из двух чашек центрируемых по поверхностям и окончательно установленных по поверхностям и закрепляемых болтами через отверстие. При вращении сепаратора сухари, упираясь концами в кулачки звездочек, передают им вращение. Расположение кулачков и сухарей в шахматном порядке (установленных в отверстия) исключает возможность такого взаимного расположения звездочек, при котором сухари начали бы совершать возвратно-поступательное движение, а звездочки при перемещении сепаратора остались бы неподвижными. Если наружная звездочка будет испытывать большее сопротивление, чем внутренняя, то она будет вращаться медленнее сепаратора.

В этом случае наружная звездочка будет толкать своими кулачками сухари в сторону внутренней звездочки; при этом сухари, нажимая на кулачки внутренней звездочки, будут ускорять ее вращение. Аналогично происходит ускорение вращения наружной звездочки в случае замедления вращения внутренней звездочки.

Такие взаимодействия деталей дифференциала происходят при повороте автомобиля и при буксовании одного из колес автомобиля. При вращении одной из звездочек относительно другой (при торможении) возникают значительные силы трения между сухарями и кулачками. Эти силы на отстающей звездочке направлены в сторону вращения, поэтому крутящий момент на ней, на ее полуоси и на отстающем колесе значительно увеличивается. В результате этого при буксовании одного из колес автомобиля, имеющего данный дифференциал, другое колесо (отстающее), если у него хорошее сцепление с грунтом, передает значительно большее тяговое усилие, чем в случае буксования колеса шестеренчатым дифференциалом.

Испытания показали, что при буксовании одного из колес, тяговое усилие автомобиля с кулачковым дифференциалом примерно в два раза больше, чем у автомобиля с шестеренчатым дифференциалом.

Рассматриваемая деталь 66-2403 относится к деталям типа «тел вращения».

2.3 Анализ технологичности конструкции детали

Под технологичностью детали понимается особенности конструкции детали, которые обуславливают изготовление детали, технологическое обслуживание детали, ее эксплуатацию, ремонт или взаимозаменяемость с другими деталями. От условий, в которых изготавливается деталь (тип производства, его организации и специализации, программы и т.п.) зависят возможности обработки технологичности детали, направленные на снижение трудоемкости и себестоимости обработки.

Чашка дифференциала представляет собой деталь типа тела вращения, состоящую из цилиндрических и конусной наружных поверхностей, пазов и отверстий.

1. Выбор материала для данной детали технологичен, т.к. применяемый материал - высокопрочный чугун ВЧ50 соответствует всем требованиям технологического процесса литейного производства. Также этот материал по своим механическим характеристикам вполне удовлетворяет условиям работы данной детали и предъявляемым к ней характеристикам прочности.

2. Заготовкой для данной детали является отливка. Такой вид заготовки хорошо подходит к выбранному материалу и к условиям данного производства. Форма заготовки близко соответствует размерам готовой. Форма заготовки предусматривает простой без затруднений разъем модели.

3. Механическая обработка детали является технологичной. Деталь в основном обладает рациональной формой.

Имеются удобные базирующие поверхности (торцовые поверхности).

К технологичным элементам детали следует отнести:

-небольшой перепад диаметральных размеров чашки дифференциала, что определяет достаточно высокий коэффициент использования металла;

-технологичной является фаска 1,6х45°,

-технологичными элементами являются центровые отверстия, которые являются конструкторскими, технологическими и измерительными базами, обеспечивающими тем самым принцип единства баз;

-технологичными являются канавки, которые разделяют поверхности разного качества для выхода инструмента, что обеспечивает возможность их раздельной обработки;

- технологичными являются отверстия, так как оси их перпендикулярны

- технологичными также является и то, что поверхности входа и выхода осевого инструмента перпендикулярны его осям;

К нетехнологичным элементам детали следует отнести:

- отверстия, так как их оси не перпендикулярны поверхностям входа и выхода что приводит к поломке инструмента;

- точность отверстий является недостаточно технологичной, так как более точная ступень выполнена глухой. Для повышения технологичности этой ступени предусмотрена канавка;

- сложный вид поверхности требует криволинейной траектории движения инструмента, а так же применения специального режущего инструмента. Поэтому применение специального режущего инструмента в крупносерийном производстве является экономически оправдано;

- двухстороннее расположение фасок в отверстии 2 вызывает необходимость обработки детали с двух сторон, что нерационально;

В остальном деталь достаточно технологична, проста по конструкции и позволяет применять прогрессивные и высокопроизводительные методы обработки.

Предполагается изготавливать чашка дифференциала из ВЧ 50 ГОСТ 7293-85, с твердостью 180…260 НВ. Чугун ВЧ относиться к высокопрочным чугунам.

Механические свойства чугуна ВЧ50 приведены в таблице 2.1.

Таблица 2.1. Механические свойства чугуна ВЧ 50

Марка	ГОСТ	Предел Текучести, т, МПа	Предел Прочности,п, МПа	Твердость НВ
Чугун ВЧ 50	7293-85	380	440	180…260

Химический состав чугуна ВЧ50приведен в таблице 2.2.

Таблица 2.2. Химический состав чугуна ВЧ50

С	Si	Mn	S (не более)	P (не более)	Cr
3,2…3,6	1,9…2,2	0,5…0,8	0,02	0,1	0,1

Литейные свойства чугуна ВЧ50 значительно отличаются от соответствующих свойств других чугунов. Жидкотекучесть ВЧ выше, чем у стали, благодаря повышенному углеродному эквиваленту, что позволяет отливать из этого чугуна детали с толщиной стенки 3-4 мм со сложной конфигурацией и кроме этого способствует получению отливок с чистой внешней поверхностью. Коррозионная стойкость ВЧ весьма высока; не ниже чем у СЧ. При коррозии чугуна очень быстро образуется поверхностный окисленный слой, который прочно сцеплен с матрицей и препятствует дальнейшему развитию коррозии. Износостойкость является положительной особенностью ВЧ, поэтому этот чугун часто применяется для изготовления детали, работающих в условиях абразивного износа и трения. Обрабатываемые поверхности доступны для обработки и позволяют применить прогрессивные методы, которые позволяют получить удовлетворяющие чертежу и техническим требованиям точности и шероховатости с небольшими производственными затратами.

Чугун ВЧ50 является предпочтительным материалом, так как обеспечивает необходимую точность при сравнительно низкой стоимости.

Все поверхности можно разделить на основные и не основные. Основными поверхностями являются поверхности, описывающие внешний контур детали, имеющие наивысшие технологические показатели и непосредственно отвечающие за правильную работу детали в узле. К основным поверхностям можно отнести все НЦП, НТП, НКП обработанные по IT9 и точнее, а так же РП.К не основным поверхностям относятся поверхности, не оказывающие существенного влияния на технологическое назначение детали, а являющимися лишь вспомогательными поверхностями для обеспечения удобства механической обработки и сборки детали в узле. К не основным поверхностям можно отнести наружные и внутренние фаски, центровые отверстия и канавки.

2.4 Нормоконтроль и метрологическая экспертиза исходных данных

Нормоконтроль и метрологическая экспертиза исходных данных выполняется после отработки конструкции на технологичность. Нормоконтроль производится согласно требований ГОСТ 2.111-68, метрологическая экспертиза по МИ 226-02 и РМГ 63-2003. Согласно рекомендации государственной системы обеспечения средств измерения (ГСИ), нормоконтроль может быть совмещен с метрологической экспертизой чертежа детали.

Анализ технических требований проводится по чертежу детали 66-2403:

Первый пункт устанавливает овальность и конусообразность поверхности Е Ш65; Технические требования к посадочным поверхностям валов должны быть назначены согласно ГОСТ 3325-85.

Второй пункт регламентирует неуказанные радиусы в литье 3 мм;

Третий пункт оговаривает покрытие в литье. Общие требования к окраске по ГОСТ 7593-59;

Необходимо ввести в технические требования пункт, регламентирующий неуказанные допуски размеров согласно ГОСТ 30893.1.

Анализ выполнения чертежей с точки зрения соответствия требованиям ГОСТ.

Результаты проверки допусков на соответствие их рядам предпочтения и стандартам приведены в таблице 2.3;

Предельные отклонения размеров представлены в табл.2.3.

Таблица 2.3. Предельные отклонения размеров

Размер	Поле допуска	Предельные отклонения
179	h 14	-1.0
60	Js14	±0.74
62	Js14	±0.74
3	Js14	±0.3
Ш 250	H14	+1.15
Ш 225	H14	+1.15
Ш90	H14	+0.87
Ш67	H14	+0.74

Произведем анализ чертежа на соответствие точности размеров и требований к форме и шероховатости поверхности.

Результаты анализа сведем в таблицу 2.4.

Таблица 2.4. Анализ соответствия требований к форме и шероховатости допуску размера.

Исполнительный размер	Заданные параметры	Расчетные значения и по ГОСТ
	Допуск формы, Тф Допуск расп. (Тр)	Шерох. Ra (Rz), мкм	Допуск формы, Тфрасч,мкм	Шероховатость Raрасч,мкм
Ш200 к6 (+0.035+0,004)	( 0.05 Д)	1.25	0.3Т=0.3*31=9.3 мкм Принято Тф=10 мкм	0.05Тр=0.05*31= =1,55 мкм Принято Ra=0,8 мкм
Ш180 h7 (-0,04)	( 0.05 Д)	2.5	0.3Т=0.3*40=12 мкм Принято Тф=12мкм	0.05Тр=0.05*40= =2 мкм Принято Ra=1,6 мкм
Ш66 H7 (+0,03)		1.25	0.3Т=0.3*30=9 мкм Принято Тф=10 мкм	0.05Т=0.05*30= =1.5 мкм Принято Ra=1.6 мкм
Ш65 m7 (+0.041+0,011)	( 0.05 ДТ)	1.25	0.3Т=0.3*30=9 мкм Принято Тф=10 мкм	0.05Т=0.05*30= =1.5 мкм Принято Ra=1.6мкм
Ш152 В12 (+0.80+0,26)	( 0.3 ДТ)	80	0.3Т=0.3*540=162 мкм Принято Тф=170 мкм	0.05Тр=0.05*540= =27 мкм Принято Ra=12,5 мкм
171 D12 (+0.508+0,108)	( 0.6 ДТ)	80	0.3Т=0.3*400=120 мкм Принято Тф=120 мкм	0.05Тр=0.05*400= =20 мкм Принято Ra=12.5 мкм
Ш10 H14 (+0,36)	-	80	0.3Т=0.3*360=108 мкм Принято Тф=110 мкм	0.05Т=0.05*360= =18 мкм Принято Ra=12.5 мкм
Ш12 H11 (+0.24+0,12)	-	40	0.3Т=0.3*120=36 мкм Принято Тф=40 мкм	0.05Т=0.05*120= =6 мкм Принято Ra=6.3 мкм

Результаты метрологического анализа сведем в таблицу 2.5.

При рассмотрении чертежа, можно отметить некоторые несоответствия требованиям ЕСКД:

-Шероховатость необходимо приводить в единицах Ra I ряда предпочтительности, поэтому произведём перевод шероховатости, указанной в Rz согласно ГОСТ 2.309 «Обозначение шероховатости поверхностей».

- Устаревшее расположение сечений видов I,II,III необходимо изменить на буквенное обозначение Д,Е,Ж.

Остальные требования чертежа детали соответствуют действующим нормам ЕСКД и ЕСДП.

2.5 Анализ действующего техпроцесса

С точки зрения выполнения годовой программы выпуска деталей, 44000 штук, данный технологический процесс является приемлемым. Применяемое технологическое оборудование позволяет вести выпуск требуемого годового количества деталей в две смены, но при необходимости перевода производства на детали другого типоразмера потребуется вложение больших финансовых и трудовых ресурсов.

Существующий на настоящее время на заводе технологический процесс характеризуется выпуском на одном участке одной номенклатуры изделий. Детали обрабатываются на специальных станках, таким образом, для выпуска вышеупомянутых наименований деталей содержится большой парк оборудования, занимающий большие производственные площади, что отражается на себестоимости деталей.

На токарных операциях применяются токарные полуавтоматы: Т 1283, 1К282, - эти станки являются специальными, предназначены для обработки деталей типа “чашка дифференциала”. Ещё одной особенностью этих станков является то, что для их работы необходимо содержать большую номенклатуру рабочих приспособлений, режущего и крепёжного инструмента.

На предприятии обработка детали ведется по следующему технологическому маршруту [табл.2.5].

Таблица 2.5 Действующий технологический маршрут обработки

№ опер.	Наименование и краткое содержание операции	Этап	Тип оборудования	Приспособление	Базы
1	3	2	4	5	6
005	Токарная Установ А Позиция I [загрузочная] Позиция II [15,1] Позиция III [25,20] Позиция IV [22] Позиция V[21,22] Позиция VI [15,18,19,27] Позиция VII[18,22,25,27]	Эчр	Т1283	Патрон, стойка	25,24
010	Токарная Установ А Позиция I [загрузочная] Позиция II [4,14,3] Позиция III [12,4] Позиция IV [1,7] Позиция V[12,7] Позиция VI [4,12,13,3132] Позиция VII [15,4]	Эчр -//- Эп/ч -//- -//- -//-	1К282	Патрон, прижим	24,22
015	Вертикально-сверлильная Установ А Позиция I [загрузочная] Позиция II [2] Позиция III [2]	Эчр Эп/ч	Т2С170С775	Спец. приспособление	1,4
020	Вертикально-сверлильная Установ А Позиция I [загрузочная] Позиция II [33]	Эп/ч	2С150С498	Спец. приспособление	1,4
025	Алмазно-расточная Установ А Позиция I [загрузочная] Позиция II [18] Позиция III [19]	Эчр -//-	ОС-857Б	Спец. приспособление	25,24, ось отв.2
030	Вертикально-сверлильная Установ А Позиция I [загрузочная] Позиция II [18]	Эп/ч	2Н135	Спец. приспособление	4,24
035	Вертикально-сверлильная Установ А Позиция I [загрузочная] Позиция II [18]	Эч	2А135	Спец. приспособление	4,24
040	Торцешлифовальная Установ А Позиция I [24]	Эп	3Т161Н755	центра	Ось отв18,15
045	Торцешлифовальная Установ А Позиция I [4]	Эп	3Т161АН75	Патрон, центра	24, Ось отв18
050	Торцешлифовальная Установ А Позиция I [12,17]	Эп	3Т161АН79	Патрон, центра	18,27
055	Торцешлифовальная Установ А Позиция I [12,17]	Эв	3Т161АН155	Патрон, центра	18,27
060	Агрегатная Установ А Позиция I [6] Позиция II [8] Позиция III [10]	Эчр -//- -//-	ХА-9524	Спец. приспособление	27,24
065	Зачистка
070	Промывочная		Машина моечная мод.АС-2468

В базовом технологическом процессе деталь изготавливается также в условиях крупносерийного производства.

Операция 005 - токарная. На ней производится подрезка торцев, зенкеровка и расточка отверстий, точение наружной поверхности детали детали . Обработка ведется на токарном восьмишпиндельном полуавтомате модели 1К282.

В качестве инструмента применяются подрезные резцы из быстрорежущей стали Р6М5К5 и стандартные быстрорежущие центровочные сверла.

На операции 010 производится точение поверхностей фланца и бурта, шейки под подшипник, наружной поверхности фланца. Обработка ведется на токарном восьмишпиндельном полуавтомате модели 1К282.

Деталь устанавливается в патрон с поджатием в торец 24

В качестве инструмента применяются проходные резцы . Материал инструмента - ВК8.

Следующие операции 015,020 - вертикально-сверлильные, где происходит сверление и развёртывание 12 отверстий, а так же зенкеровка фасок. Применяемое оборудование - вертикально-сверлильный полуавтомат 2с170с775.

Операция 025- алмазно-расточная. На ней производится расточка отверстия навыход в кольцевую канавку, на алмазно-расточном станке ОС-875Б.

Последующие операции 030,035- вертикально-сверлильные. Обработка ведется на вертикально-сверлильном станке 2Н135.

Операция 040 механической обработки - шлифовальная. На этой операции производится окончательная обработка точных наружных и внутренних поверхностей детали. Оборудование - круглошлифовальный станок 3Т161Н755.

Операция 045 - агрегатная. Происходит сверление 15ти сквозных смазочных отверстий на агрегатно - сверлильном станке модели ХА-9524.

В базовом технологическом процессе выявлены следующие недостатки:

- Имеет место несоблюдение этапности, так например, после этапа высокой точности выполняется черновой этап, что недопустимо;

- Зачистка на операции 065 выполняется вручную, поэтому требует замены на механизированную - автоматизированную ,характерную для крупносерийного производства.

В базовом технологическом процессе в основном используется стандартный инструмент, но иногда и специальный, он характерен для крупносерийного производства.

Приспособления на операциях используются специальные, которые значительно увеличивают производительность закрепления детали на станке, что так же характерно для крупносерийного производства.

Поэтому выявленные недостатки будут устранены в новом технологическом процессе, в котором так же могут быть использованы и положительные стороны базового технологического процесса.

При проектировании нового технологического процесса данные замечания были исправлены.

2.6 Анализ задач, решаемых с использованием ЭВМ

В базовом технологическом процессе ЭВМ не используется.

В проектируемом технологическом процессе ЭВМ используется для разработки математических моделей оптимизации технологических процессов, режимов резания, циклов транспортирования, замены режущего инструмента и необходимой оснастки

2.6.1 Система оперативно-диспетчерского управления производственным процессом

Центр управления производством и диспетчерские операторские пункты оснащаются средствами взаимодействия и связи с центральным вычислительным комплексом предприятия. Диспетчерские пункты оборудуются автоматизированными рабочими местами для расчёта квартальных, месячных и декадных планов, сменно-суточных заданий и их обеспечения всеми видами ресурсов. Здесь же производится учёт выпуска продукции, брака, простоев оборудования, корректировка графиков и заданий, регулирование производственного процесса, контроль выполнения плановых заданий, составление справок и отчётности. Операторские пункты оснащаются техническими средствами контроля технологического процесса (ТП) и работы оборудования в составе автоматизированного комплекса с целью оперативного устранения неполадок.

Информационное обеспечение для оперативно-диспетчерского управления представляет собой базу данных (БД), которая может организованна в виде локальных массивов информации о ходе ТП и нормативно-справочной информации, которая включает в себя следующие данные: нормативный брак, выход годных деталей по изделиям, критическое и недопустимое время хранения партий, нормативное и критическое время выполнения операций, нормативную загрузку операций, наименование изделий и операций, плановое задание оператором, фонд рабочего времени оборудования, календарь рабочих дней, справочники профессий и установок.

БД состоит из основных и вспомогательных массивов.

Основные массивы: изделия; простой оборудования; “смена”, в которой сосредоточены данные с операций за текущую смену, и массив “проба”.

Вспомогательные массивы: “Ввод” - первоначальный ввод данных, массивы классификаторов (согласно стандарту предприятия) и справочников, “Табл.” - таблица-указатель расположения массива на магнитном диске. Кроме того, в БД входят программы управления вычислительным процессом и решение функциональных задач.

БД и программы размещаются в ОЗУ и на ГМД в ЭВМ верхнего и нижнего уровней управления. Массив “Ввод” входит в состав диспетчерских программ обоих уровней. Массивы первичных данных с операций ТП за текущую смену располагаются в ОЗУ ЭВМ нижнего уровня, а массивы классификаторов, справочников и “Табл.” - на ГМД ЭВМ обоих уровней и полностью дублируются.

Программное обеспечение управления организованно в виде системы, работающей в реальном масштабе времени с централизованной обработкой прерываний и с управлением операциями ввода - вывода информации.

2.7 Выбор вида заготовки

Выбор метода получения заготовки определяется целым рядом факторов: конструкцией детали; материалом; техническими требованиями; объёмом выпуска.

Вид заготовки, метод получения, точность изготовления непосредственно определяют точность, производительность и экономичность метода механической обработки.

Чем больше объем выпуска детали, тем целесообразнее получить заготовку по форме и размерам близкую к готовой детали.

В базовом технологическом процессе в качестве заготовки используется отливка в земляную форму из чугуна ВЧ 50 ГОСТ 7293-85.Исходя из габаритов отливки и производственной программы, наиболее рациональным представляется получение заготовки методом литья. Для изготовления чашки дифференциала в условиях крупносерийного производства в качестве заготовки можно использовать либо литьё в оболочковые формы, либо литьё в формы из песчаной смеси с машиной формовкой по металлическим моделям [5, стр.32]. Оба используемых метода имеют разовые формы. В обоих случаях материал, из которого изготавливают формы недорогой. Производство, в котором эти способы получения заготовок используются: массовое, крупносерийное и серийное. Возможно изготовление заготовок сложной формы в каждом из предложенных для сравнения методов Отличие этих методов существует лишь в том, что при литье в оболочковые формы класс точности - 5 - 7, а при литье в формы из песчаной смеси - 7 - 8 [5. стр.83]

Литьё в песчаные формы: Этот способ в производстве литых заготовок занимает значительный объём. Этот способ литья экономически целесообразен при любом характере производства, для деталей любой массы, конфигурации, габаритов, для получения отливок практически из всех литейных сплавов.

Литьё в оболочковые формы: Особенность литья состоит в том, что формирование тонкой оболочки происходит в контакте с нагретой моделью (песчано-смоляные формы). Твердение непосредственно на модели или в стержневом ящике позволяет получить точные по размерам формы и стержни. Оболочки обладают достаточной твёрдостью, прочностью и жёсткостью в период заливки и затвердевания сплава. Однако, по мере прогрева теплом отливки оболочка разрушается: прочность её падает, она рассыпается, что способствует свободной осадке отливки.

Основными технологическими операциями при литье в оболочковые формы являются: приготовление формовочной смеси; изготовление оболочек; сборка оболочек в формы; установка форм под заливку металлом; плавка металла и заливка форм; выбивка и финишная обработка отливок.

Из-за высокой стоимости оснастки, оборудования и металлов себестоимость отливок несколько выше, чем при изготовлении их литьём в песчаные формы. Однако снижение объёма механической обработки, операций очистки и выбивки приводит к снижению себестоимости готовых деталей.

Из выше перечисленного видно, что литьё в оболочковые формы имеет ряд преимуществ. Окончательно примем литьё в оболочковые формы.

2.8 Разработка маршрутно-операционного техпроцесса изготовления детали

2.8.1 Разработка маршрутного техпроцесса

Основные технологические переходы обработки представлены в таблице 2.6.

Таблица 2.6. Планы обработки основных поверхностей

№ пов	Обозначение и точность IT	Шероховатость Ra	Планы обработки
			Типовые	Индивидуальные
1	НЦПШ250 h14	12,5	Тчр.1	Тчр.1
2	ВЦП Ш12 Н11	3,2	Свчр.2, Зн2	Свчр.2, Зн2
3	НТП Lусл250 ITусл6	0,8	Тчр.3 Тп/ч.3 ,Тч.3 Шл.п..3, Шл.в.3	Тчр.3 Тп/ч.3 ,Тч.3 Шл.п..3, Шл.в.3
4	НЦП Ш200 к6	0,8	Тчр.4,Тп/ч4 , Тч.4,Шл.п..4,Шл.в.4	Тчр.4,Тп/ч4 , Тч.4,Шл.п..4,Шл.в.4
5	НТП Lусл200 ITусл12	12,5	Тчр.5	Тчр.5
6,8,10	ВЦП Ш10 Н12	6,3	Св6,Св8, Св10	Св6,Св8, Св10
7	НЦП Ш171D12	6,3	Тчр.7	Тчр.7
11	НЦП Ш82 h12	12,5	Тчр.11	Т чр.11
12	НЦП Ш65 m7	0,8	Тчр.12,Тп/ч.12, Тч.12,Шл.п..12	Тчр.12,Тп/ч.12, Тч.12,Шл.п..12
14	НТП Lусл65 ITусл12	12,5	Тчр.14	Тчр.14
15	ВЦП Ш46,5 Н12	12,5	Рс15	Рс15
17	НТП Lусл82 ITусл7	0,8	Тчр.12,Тп/ч.12, Тч.12,Шл.п..12	Тчр.12,Тп/ч.12, Тч.12,Шл.п..12
18	ВЦП Ш66 Н7	0,8	Тчр.18,Тп/ч18 , Тч.18,Шл.п.18,	Тчр.18,Тп/ч18 ,Тч.18,Шл.п.18
19	ВТП Lусл90 ITусл7	1,6	Тчр.18,Тп/ч18 , Тч.18,Шл.п.18,	Тчр.18,Тп/ч18 , Тч.18,Шл.п.18,
20	ВЦП Ш90 Н12	12,5	Тчр.20	Тчр.20
22	ВЦП Ш152 В12	6,3	Тчр.12	Тчр.12
24	НТП Lусл250 ITусл12	12,5	Тчр.24	Тчр.24
25	НЦП Ш180 h7	1,6	Тчр.25,Тп/ч25, Тч.2,Шл.п.25	Тчр.25,Тп/ч25, Тч.2,Шл.п.25
26	НТП Lусл172 ITусл12	12,5	Тчр.26	Тчр.26
27	ВЦП Ш172 Н12	12,5	Тчр.27	Тчр.27
28	ВТП Lусл67 ITусл12	12,5	Тчр.28	Тчр.28

В таблице приняты следующие условные обозначения:

НТП, ВТП - наружная, внутренняя торцовая поверхность;

НЦП, ВЦП - наружная, внутренняя цилиндрическая поверхность;

ВКП - внутренняя канавочная поверхность.

Т - точение; Св - сверление; Зен - зенкерование;

Шл - шлифование; Рс - растачивание;

Чр - черновой этап; П/ч - получистовой этап, Чис - чистовой этап;

При обработке наружных цилиндрических и торцовых поверхностей основным оборудованием являются токарные и шлифовальные станки. Обработка фасок и канавок производится вместе с основными цилиндрическими поверхностями на получистовом или чистовом этапах.

При выборе станков учитываются размеры детали, ее конструктивные особенности, назначенные базы. Для крупносерийного производства характерным оборудованием являются следующие станки: автоматические и полуавтоматические, в том числе токарные, гидрокопировальные и многорезцовые, токарные многошпиндельные, токарные револьверные автоматы, агрегатные станки, обрабатывающие центры.

С учётом сложности формы детали, технологических возможностей выбираемого оборудования, методов обработки поверхностей детали формируется последовательность выполнения операций, которая представляется в виде потенциального маршрута обработки детали.

Потенциальный технологический маршрут обработки основных поверхностей представлен в таблице 2.7

Таблица 2.7.Потенциальный технологический маршрут обработки

Этап	Содержание потенциальной операции	Тип оборудования	Количество установ.	крупносерийное производство
				№ операции	Установ
Эчр	Тчр.14, Тчр.17, Тчр.5,Тчр.3, Тчр.11, Тчр.12, Тчр.7, Тчр.4, Тчр.5,Тчр.24, Тчр.19, Тчр.26 , Тчр.28,Тчр.1, Тчр.18,Тчр.22, Т чр.25, Т чр.27, Тчр.21,Рс15	Токарный	2	005	А Б
Эчр	Св6, Св8, Св10	Агрегатно- сверлильный	1	010	А
Эчр Эп/ч	Св2, Ф34 Зн2	Вертикально- сверлильный	1	015	А
Эп/ч	Тп/ч17,Тп/ч.3,Тп/ч.4, Тп/ч.12, Ф13,31,32, Тп/ч.19, Тп/ч.24, Тп/ч.18,Тп/ч.25, Ф35	Токарный	2	020	А Б
Эч	Тч.17,Тч.3, Тч4, Тч.12, Тч.19,Тч.24Тч18Тч25	Токарный	2	025	А Б
	Д29	Вертикально- долбёжный	1	030	А
Эп Эп	Шл.п..3,Шл.п4, Шлп12, Шл.п.17, Шл.п24 Шл.п.25 Шл.п.18,Шл.п19	Торцекругло-шлифовальный Торцекругло-шлифовальный	1 1	035 040	А А
Эв	Шл.B.3, Шл.в 4,	Торцекругло-шлифовальный	1	045	А

С учётом конкретизации типа станка, типа производства разрабатывается реальный технологический маршрут обработки детали. При этом должны быть учтены следующие технологические принципы:

- операции должны выполняться в строгом соответствии с этапами обработки детали;

- учет специализации работы оборудования, заключающееся в том, что на одном оборудовании экономически целесообразно выполнять не более двух этапов обработки детали;

- обеспечение максимальности концентрации технологических переходов в позиции, позиций в установе и установов в операции;

- в одном установе экономически целесообразно объединять выполнение не более двух соседних этапов обработки детали, при этом не должно иметь место нарушение этапности обработки.

Разработанная последовательность выполнения операций и сформированная структура операций (конкретные установы, номера позиций и переходов) представляются в виде реального маршрута обработки детали.

Проектируемый технологический процесс является более рациональным, чем базовый, для изготовления данной детали в условиях крупносерийного производства, так как в нём, в частности, устранены нарушения этапности, предлагается ряд мероприятий, направленных на снижение машинного времени, трудоемкости, станкоёмкости и в конечном итоге себестоимости обработки;

- объединение обработки наружной и внутренней поверхностей за два

установа на первой токарной операции.

- применение для обработки наружных поверхностей проходных и канавочных резцы с пластинами СМНП из твердого сплава ВК8, ВК6-М, ВК8В.

Оборудование, технологическая оснастка имеют сравнительно невысокую стоимость, но позволяют применять прогрессивные методы обработки, обеспечивающие требуемые точность и шероховатость поверхность детали.

2.9 Разработка операционного технологического процесса

2.9.1 Назначение оборудования

Назначение оборудования производится в зависимости от размеров детали, ее конструктивных особенностей, а также от технических требований, определяющих параметры точности и качества поверхностей.

Одной из важнейших задач при выборе оборудования является формирование последовательности выполнения технологических переходов в операции. Критериями рациональной последовательности являются:

- принцип концентрации и дифференциации операций;

- вид (этап) обработки - черновой, получистовой, точный и т.п.;

- технологические возможности назначенного оборудования.

Операция 005 - Токарная. Для обработки применяем 8^ми шпиндельный полуавтомат модели 1К282.

Операции 010 -Агрегатная. Оборудование - Агрегатно-сверлильный станок модели ХА-9524.

Операция 015 - Сверлильная. Оборудование - Вертикально-сверлильный станок модели 2Н150.

Операции 020,025- Токарные. Оборудование, применяемое для обработки - 6^ти и 4^х шпиндельные полуавтоматы модели 1Б284 и 1К182

Операция 030 - Долбёжная. Оборудование - Вертикально- долбёжный станок 7А412.

Операции - 035,040,045 - Шлифовальные. Оборудование - Торцекруглошлифовальный станок моделей: 3У10В, 3К225А,3М153.

Технические характеристики применяемого оборудования приведены в таблице 2.8.

Таблица 2.8. Технические характеристики применяемого оборудования

Модель станка	Технические характеристики
	Параметры тех. характеристик	Значения
1К282	Наибольшие размеры обрабатываемой детали: диаметр Подача, мм/об	250 0,041- 4,053
	Частота вращения шпинделя об/мин.	66-960
	Мощность электродвигателя главного привода, кВт	22,30,40,50
	Число скоростей шпинделя	50
	Масса , кг	19000
2Н150	Рабочая поверхность стола длина ширина	500 560
	Число скоростей шпинделя	12
	Частота вращения шпинделя, об/мин	22-1000
	Скорость быстрого перемещения стола, мм/мин	4000
	Мощность электродвигателя привода главного движения, кВт	7,5
	Число рабочих подач стола	12
	Габаритные размеры: длина ширина высота	1355 890 2930
	Масса, кг	1870
3У10В	Наибольшие размеры обрабатываемой детали: диаметр длина	100 160
	Частота вращения шпинделя шлифовального круга, при наружном шлифовании, об/мин	1910
	Частота вращения шпинделя заготовки, об/мин	100-950
	Наибольший диаметр и высота шлифовального круга	250 х 20
	Мощность электродвигателя привода главного движения, кВт	1,1
	Габаритные размеры: длина ширина высота	1360 1715 1690
	Масса , кг	1980
	Мощность всех электродвигателей, кВт	13
	Габариты стола, мм	3140 - 1630

Оборудование, технологическая оснастка имеют сравнительно невысокую стоимость, но позволяют применять прогрессивные методы обработки, обеспечивающие требуемые точность и шероховатость поверхности детали.

Промывка и просушка детали производится на моечной машине АС 2469, после чего деталь отправляется для контроля в ОТК.

2.9.2 Уточнение схемы установки детали

После предварительных операций по правке и входному контролю заготовка подвергается обработке резанием на специальных и универсальных металлорежущих станках. Далее приводим схемы установки детали по операциям с проставлением необходимых баз.

Операция 005. Токарная.

На этой операции производится обработка с 2-х сторон: точение наружной поверхности в продольном и поперечном направлениях. Базами при обработке являются внутренняя поверхность фланца и его торец. А так же точение внутренней поверхности, где базами являются наружная поверхность и его торец.

Обработка производится за 2 установа.

Операция 010 Агрегатная.

На данной операции производится черновое сверление трёх отверстий. Обработка производится за один установ.. Базами при обработке являются внутренняя поверхность фланца и его торец.

Операция 015. Вертикально- сверлильная.

На этой операции производится сверление и зенкерование отверстия. В качестве баз используются наружные цилиндрическая поверхность и торец.

Операции 020,025 - Токарные.

На них производится обработка наружных и внутренних поверхностей на получистовом и чистовом этапах. В качестве баз используются наружные и внутренние цилиндрические поверхности и торец.

Операции 035,040,045 - Шлифовальные.

На этих операциях производится шлифовка наружных и внутренних цилиндрических поверхностей и торцов с повышенной и высокой точностью. В качестве баз используются отверстия.

Эскизы обработки приведены на листах А1 в графической части дипломного проекта.

При формировании эскизов учтено, чтобы операционные размеры были проставлены от базы, для избежания ошибки базирования.

2.9.3 Расчет операционных размеров

Опытно-аналитический расчет диаметральных операционных размеров и размеров заготовки

1.Рассчитаем припуски на обработку и промежуточные предельные размеры на обработку поверхности 200k6 ().

Технологический маршрут обработки наружной поверхности состоит из следующих переходов:

Обтачивание черновое.

Обтачивание получистовое.

Обтачивание чистовое.

Шлифование повышенной точности.

Шлифование высокой точности.

Обработка детали ведется с чистовых баз, которыми являются предварительно обработанные поверхности. Оборудование - токарный станок 1К282, торцекруглошлифовальный станок 3У10В. Расчет операционных размеров и размеров заготовки производим согласно методике [20].

Минимальное значение припуска 2Zmin при обработке наружных поверхностей определяется по формуле:

2Zmin=2[(Rz+h)_i-1+vД²_Уi-1+e²_yi] [20, c.5]

Определяем значения Rz, h, Д_У, e_y

Значение Rz определяем по таблице П7 для промежуточных этапов по формуле (9) [20, c.9] с приведением к рекомендуемым значениям по ГОСТ 2789-73

Для заготовки Rz_заг=160 мкм

Для чернового обтачивания:

Rz_черн=0,2*Т_черн

Где Т_черн=460 мкм- допуск на черновое обтачивание;

Rz_черн=0,2*460=96 мкм

Для получистового обтачивания:

Rz_{получист}=0,2*Т_{получист}

Где Т_{получист}=290 мкм- допуск на получистовое обтачивание;

Rz_{получист}=0,2*290=58 мкм

Для чистового обтачивания:

Rz_чист.=0,2*Т_чист

Где Т_чист.=115 мкм- допуск на чистовое обтачивание;

Rz_чист=0,2*115=23 мкм

Для шлифования повышенной точности:

Rz_шлиф.п.=0,2*Т_шлиф.п.

Где Т_шлиф.п.=46 мкм- допуск на шлифование повышенной точности;

Rz_шлиф.п.=0,2*46=9.2 мкм

Для шлифования высокой точности:

Rz_шлиф.в.=0,2*Т_шлиф.в.

Где Т_шлиф.в.=29 мкм- допуск на шлифование высокой точности;

Rz_шлиф.в.=0,2*29=5.8 мкм

Для заготовки h_заг=150 мкм

Для чернового обтачивания h_черн=50 мкм

Для полу...