Технология изготовления заготовок деталей машин

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Украины

Запорожский национальный технический университет

Кафедра КМиТ

Контрольная работа

На тему: «Технология изготовления заготовок деталей машин»

Выполнила: студентка группы Мз - 112

Шрам Е.В.

Принял: доцент, к.т.н Акимов И.В.

Запорожье

2014

План

1. Проектирование заготовки методом литья

1.1 Выбираем технологический метод изготовления заготовки методом литья

1.2 Классификация отливок по группе технологической сложности, классу точности и ряду припусков отливка

1.3 Расчет минимально-возможной толщины стенки отливки

1.4 Выбор расположения отливки в литейной форме и их плоскости разъема

1.5 Назначение технологических напусков

1.6 Назначение допусков на размеры отливки

1.7 Назначение припусков на механическую обработку

1.8 Назначение формовочных уклонов

1.9 Назначение радиусов скругления

1.10 Масса отливки: Мз=V?с

2. Проектирование штампованной заготовки

2.1 Выбор метода обработки металлов давлением (ОМД)

2.2 Классификация штамповки

2.3 Определение исходного индекса штамповки Iв

2.4 Определения расположения штамповки внутри штампа и плоскости разьема штампа

2.5 Назначение технологических напусков

2.6 Назначение допусков и предельных отклонений на размеры штамповки

2.7 Определение припусков на мехобработку

2.8 Назначение штамповочных уклонов

2.9 Назначение радиусов скругления

2.10 Маса отливки: Мз=V?с

3. Технико-экономическое обоснование выбора оптимального метода изготовления заготовки

3.1 Исходные данные для технико-экономического анализа

3.2 Определяем оптовую цену 1т поковок со стандартного материала Цст.з, ден.ед/т

3.3 Находим коэффициент цены Кц, который соответствует фактическому материалу заготовки

3.4 Определим доплату за серийность Д,%

3.5 Определим себестоимость изготовления заготовки

3.6 Определение себестоимости механической обработки заготовки

3.7 Себестоимость изготовления детали Сд, ден. ед/шт

3.8 Коэффициент использования материала Кв.м

3.9 Сделаем выбор оптимального метода изготовления заготовки, учитывая Сд и Кв.м для каждой заготовки

Вывод

Литература

1. Проектирование заготовки методом литья

Основные данные:

Чертеж: Вал-шестерня.

Сталь 40 ГОСТ 1050-74

Масса -2,92 кг

Годовая программа выпуска-15 тыс.шт. в год (средне-серийное производство).

1.1 Выбираем технологический метод изготовления заготовки методом литья

На основании анализа чертежа детали (его конфигурации, материала) и прежде всего серийности производства для изготовления отливки выбираем метод литья в кокиль.

1.2 Классификация отливок по группе технологической сложности, классу точности и ряду припусков отливка

Данная отливка, учитывая отсутствие полостей и отверстий по группе сложности - 1группа сложности.

Класс точности и ряд припусков зависят от метода литья материала отливки и наибольшего ее габарита - 11 класс точности и 7 ряд припусков.

1.3 Расчет минимально-возможной толщины стенки отливки

При изготовлении отливки кокильным методом лиття, минимальную толщину стенки Smin расчитываем используя приведенный габарит отливки по формуле:

N = ( 2?l + b + h ) / 3 (1.1)

где l - наибольший габарит отливки;

b - ширина отливки;

h - высота отливки.

В случае, если отливка имеет цилиндрическую форму, то b=h=D_max

N = (2?290 + 67,86 ) / 3 = 215,95мм =0,2 м

В зависимости от габарита N, материала и способа литья минимальную толщину стенки определяем по графику (рис. 5.1 [1]). Smin = 9 мм.

Зная Smin , необходимо проанализировать все тонкостенные элементы по чертежу и если такие имеются, то увеличить толщину до Smin.

После необходимой доработки отливки, делаем вывод - все имеющиеся элементы заготовки можно получить выбранным методом литья.

1.4 Выбор расположения отливки в литейной форме и их плоскости разъема

Необходимо предусмотреть наименьшую высоту литейной формы и расположение наибольшего габарита отливки по плоскости разъема этой формы. Плоскость разъема по оси детали.

1.5 Назначение технологических напусков

Напуск назначаем на те элементы, которые литьем получить невозможно: шпоночные пазы, зубчатый венец, фаски, резьба, канавка. Касаемо отверстий , возможность их получения зависит от его диаметра, сложности внутренней полости, его высоты и материала.

заготовка литье натиск штамповочный

1.6 Назначение допусков на размеры отливки

Допуски на размеры отливок назначаем в зависимости от величины этого размера и класса точности. Допуски должны стоять на всех размерах, кроме угловых и радиальных. Используем (табл. 5.5[1]).

1.7 Назначение припусков на механическую обработку

Критерием назначения припуска, является шероховатость на чертеже детали. Если шероховатость на детали можно получить выбранным методом литья, то припуск назначать нет необходимости. А если она точнее, то припуск необходим.

Зная припуск (табл. 5.8 [1]) и величину размера детали можем определить фактический размер заготовки. Этот расчет и его результаты заносим в табл. 5.6[1].

Таблица 5.6

Номинальный размер детали, мм	Допуск номинального размера, мм	Ряд припусков	Табличный припуск, мм	Расчет фактического размера заготовки, мм	Фактический размер заготовки, мм
L = 50	4,0	7	5	50+2?5=60	60±2,0
L =58	4,0	7	5	58+2?5=68	68±2,0
L =105,5	5,0	7	6	105,5+2?6=117,5	117,5±2,5
L =27,75	3,6	7	4	27,75+2?4=35,75	35,75±1,8
L =48,75	4,0	7	5	48,75+2?5=58,75	58,75±2,0
L =290	6,4	7	9	290+2?9=308	308±3,2
Ш 35	3,6	7	3	35+2?3=41	41±1,8
Ш36	3,6	7	4	36+2?4=44	44±1,8
Ш 40	3,6	7	4	40+2?4=48	48±1,8
Ш 50	4,0	7	5	50+2?5=60	60±2,0
Ш 67,86	4,4	7	4,5	67,86+2?4,5=76,86	76,86±2,2
Ш 47,86	4,0	7	4	47,86+2?4=55,86	55,86±2,0

1.8 Назначение формовочных уклонов

Формовочные уклоны необходимы для беспрепятственного извлечения отливки из формы, при этом уклоны назначаются только на те поверхности, которые строго перпендикулярны к плоскости разъема литейной формы независимо их удаления от нее. Величину формовочного уклона принимаем 1°.

1.9 Назначение радиусов скругления

Для предупреждения разрушения отливки в острых местах, их необходимо скруглить литейными радиусами. Их величина определяется: для внутренних углов Rвн. по формуле:

Rвн. = k*(S1+S2)/2 (1.2)

где k- коэфициент, который равен 0,3…0,5;

S1,S2- толщина элементов, которые образовываются этим радиусом.

Rвн. = 0,3?(20,5+22)/2 = 6,375 мм = 6 мм.

Наружные радиусы округлений Rз. Определяем по табл. 5.10 [1]: Rз = 4 мм.

1.10 Масса отливки: Мз=V?с

V=701,2 см³ с=7,82^гр/ _см3 Мз=5,48кг

2. Проектирование штампованной заготовки

2.1 Выбор метода обработки металлов давлением (ОМД)

На основании анализа конфигурации заготовки и производственной партии выбираю метод горизонтально-ковочной машины (ГКМ).

2.2 Классификация штамповки

Класс точности - Т3.

Группа стали- М2.

Степень сложности С определяю по формуле (2.1):

С = Мпр.ш / Мф (2.1)

где Мп - масса поковки;

Мф - масса простой геометрической фигуры, в которую вписывается деталь.

Так как геометрическая фигура, которую выбрали это цилиндр, тогда:

V=(р?d²/4)?L= (3,14?(67,86)²/4)?290=1048323,6060 мм =1048,32 см³

М= V?с =1048,32 см³?7,8^гр/_см3=8176,90 гр.=8,18 кг.

Мпр.ш=М_дет. 1,5=2,92кг?1,5=4,38кг(масса поковки)

С = 4,38/ 8,18= 0,54.

Степень сложности - С3.

2.3 Определение исходного индекса штамповки Iв

Исходный индекс необходим для назначения основных припусков и допусков, определяется от расчетной массы поковки, группы стали, степени сложности и класса точности с помощью номограммы Iв=12

2.4 Определения расположения штамповки внутри штампа и плоскости разъема штампа

Разместим штамповку таким образом, чтобы оси отверстий и полостей совпадали с направлением хода рабочего органа штампа. А плоскость разъема разместим по оси заготовки.

2.5 Назначение технологических напусков

На элементы которые невозможно получить штамповкой: шпоночный паз, резьбу, зубчатый венец, канавку и фаску назначаем напуск.

2.6 Назначение допусков и предельных отклонений на размеры штамповки

Допуски и предельные отклонения на все линейные размеры назначаются по табл 5.15 в зависимости от исходного индекса Iв и соответственно фактического размера поковки.

Полученные расчетом фактические размеры поковки нужно округлить с точностью до 0,5 мм.

2.7 Определение припусков на мехобработку

Припуск на мехобработку назначаем только на те поверхности, шероховатость которых не достигается выбранным методом ОМД и зависит этот припуск от номинального размера детали (см. чертеж) и исходного индекса штамповки Iв.

Определивши припуски, необходимо рассчитать фактические размеры поковки. Найденные припуски по табл 5.14 и рассчитать фактический размер поковки и внести в таблицу 5.13

Таблица 5.13

Номинальный размер детали, мм	Шероховатость поверхности детали Ra, мкм	Основной припуск, мм	Расчет фактического размера поковки, мм	Допустимые предельные отклонения, мм	Фактический размер поковки, мм
L = 290	Ra 12,5	1,9	290+2?1,9=293,8
L =50	Ra 12,5	1,4	50+2?1,4=52,8
L =58	Ra 12,5	1,4	58+2?1,4=60,8
L =48,75	Ra 6,3	1,7	48,75+2?1,7=52,15
L =105,5	Ra 3,2	1,8	105,5+2?1,8=109,1
L =27,75	Ra 12,5	1,3	27,75+2?1,3=30,35
Ш 35	Ra 1,6	1,6	35+2?1,6=38,2
Ш 40	Ra 3,2	1,7	40+2?1,7=43,4
Ш36	Ra 12,5	1,3	36+2?1,3=38,6
Ш50	Ra 12,5	1,4	50+2?1,4=52,8
Ш 67,86	Ra 12,5	1,4	67,86+2?1,4=70,66
Ш 47,86	Ra 6,3	1,7	47,86+2?1,7=51,26

2.8 Назначение штамповочных уклонов

Штамповочные уклоны назначаются на поверхности, размещенные параллельно движению бабы молота или ползуна пресса и соответственно перпендикулярны плоскости разъёма штампа. По табл. 5.16 [1]определяем: наружные -1є, внутренние - 3 є

2.9 Назначение радиусов скругления

Штамповочные радиусы округлений необходимы для обеспечения вечности штампов и для креп кости штамповки. Радиус наружных округлений выбираем по табл. 5.17 [1] : Rнар =2,50 мм.

Радиус внутренних скруглений Rвн = 3?Rнар = 3?2,5 = 7,5 мм.

2.10 Маса отливки: Мз=V?с

V = 486,27см³ с=7,82^гр/ _см3 Мз=3,80кг

3. Технико-экономическое обоснование выбора оптимального метода изготовления заготовки

3.1 Исходные данные для технико-экономического анализа

таблица 5.18.

3.2 Определяем оптовую цену 1т поковок со стандартного материала Цст.з, ден.ед/т

Найдем по таблице: М1 = 4,5кг М1=3,575кг

М2 = 5,65кг М2=4,5кг

Ц1 = 618ден.ед/т Ц1=558ден.ед/т

Ц2 = 607ден.ед/т Ц2=538 ден.ед./т

Оптовую цену 1 т заготовок массой Мз определим интерполяцией по формуле:

Цст.з = Ц1-(Ц1-Ц2)?(Мз-М1)/(М2-М1)

Цст.з1 = 618-(618-607)?(5,48-4,5)/(5,65-4,5)=608,63ден. ед/т

Цст.з2= 558-(558-538)?(3,80-3,575)/(4,5-3,575)=553,14 ден. ед/т

3.3 Находим коэффициент цены Кц, который соответствует фактическому материалу заготовки

Кц1 = 1,041 и К_ц2=1,00 (по прейскуранту табл. 2.5 и 3.2[2]).

3.4 Определим доплату за серийность Д,%

Для литья группа серийности - 5, для штамповки группа серийности - 2.

Д1 = 0% и Д2=0% (по прейскуранту табл. 2.7 и 3.4).

3.5 Определим себестоимость изготовления заготовки

Для этого определим Сотх, ден. ед/т (по прейскуранту табл. 4.1[2]).

Сотх = 39 ден. ед/т.

Найдем себестоимость изготовления одной заготовки (ден. ед/шт):

Сз = Цст.з?Кц?(1+Д/100)?Мз/1000-Сотх?Мз-Мд)/1000

Сз1= 608,63?1,041?(1+0/100)5,48/1000-39?(5,48-2,92)/1000=3,37 ден.ед/шт.

Сз2= 553,14?1,00?(1+0/100)?3,80/1000-39?(3,80-2,92)/1000=2,07 ден.ед/шт

3.6 Определение себестоимости механической обработки заготовки

Себестоимость механической обработки заготовки См.о по упрощенному методу расчета определяется через Сстр, ден. ед/т. Для большинства сфер машиностроения Сстр = 400…600 ден. ед/т.

См.о = Сстр?(Мз-Мд)/1000

См.о1 = 500?(5,48-2,92)/1000=1,28 ден. ед/т

См.о2 = 500?(3,80-2,92)/1000=0,44 ден. ед/т

3.7 Себестоимость изготовления детали Сд, ден. ед/шт

Сд = Сз + См.о

Сд 1=3,37 + 1,28 = 4,65 ден. ед/шт

Сд 2= 2,07+0,44 = 2,51 ден. ед/шт

3.8 Коэффициент использования материала Кв.м

Кв.м = Мд / Мв.м

Кв.м1 = 2,92/8,092=0,36

Кв.м2 = 2,92/5,226=0,56

Для литых заготовок (Кв.п = 0,60…0,75 по табл. 5.19 [1]):

Мв.м1= Мз/Кв.п = 5,48/0,65=8,43

Для штампованых заготовок:

Мв.м2= Мз+Моб+Муг

где Мз - масса поковки, кг;

Моб = (15…30%) Мз - масса облоя, кг; М_об=3,80?20%=0,76

Муг - расходы металла на угар при нагревании, кг; М_уг=3,80?0,7%=0,03

Муг = (0,5…1,2%) Мз - при електрическом нагреве,

Муг = (1,5…3,5%) Мз - при огневом нагреве.

М_в.м2=3,80+0,76+0,03=4,59

3.9 Сделаем выбор оптимального метода изготовления заготовки, учитывая Сд и Кв.м для каждой заготовки

Выбор выполняется по коэффициенту использования материала Кв.м и себестоимости изготовления детали Сд для каждой заготовки, что анализируется в данной работе.

Так как Сд1 > Сд2 и Кв.м1 < Кв.м 2, то это обозначает, что технология штамповки будет оптимальным методом изготовления заготовки

Все полученные данные заносим в таблицу 5,18 [1]

Таблица 5.18

Характеристика	Обозначение	Расчетная формула или источник данных	Вид заготовки
			литая	штампованная
Способ изготовления заготовки	-	-	Кокиль	ГКМ
Материал заготовки	-	-	Сталь 40 ГОСТ 1050 - 74
Масса детали	Мд, кг	-	2,92 кг
Масса заготовки	Мз, кг	-	5,48	3,80
Степень сложности		ГОСТ 26645 - 85, ГОСТ 7505 - 89	1	С3
Оптовая цена 1 т (поковок) со стандартного материала заготовки	Цст.з, ден. ед./т	Цст.з = Ц1-(Ц1-Ц2)*(Мз-М1)/(М2-М1)	608,63	553,14
Коэффициент цены материала заготовки	Кц	Прейскурант, Табл. 2.5, 3.2	1,041	1,00
Объем производственной партии	П, шт./год		15000
Группа серийности		Прейскурант, Табл.2.6 , 3.3[2]	5	2
Доплата за серийность	Д, %%	Прейскурант, Табл. 2.7, 3.4[2]	0
Заготовительная цена 1 т (отходов) стружки с материала заготовки	Сотх, ден. ед/т	Прейскурант, Табл. 4.1[2]	39
Себестоимость изготовления заготовки	Сз, ден. ед/шт	Сз = Цст.з?Кц?(1+Д/100)?Мз/1000-Сотх?(Мз-Мд)/1000	3,37	2,07
Расходы на механическую обработку, отнесенные до 1 т	Сстр, гр. од/т	Табл. 9.1	500
Себестоимость механической обработки заготовки	См.о, ден. ед/т	См.о = Сстр?( Мз- Мд)/1000	1,28	0,44
Себестоимость изготовления детали	Сд, ден. ед/т	Сд = Сз + См.о	4,65	2,51
Коэффициент выхода отливки	Кв.п.	П.8, табл. 5.19[1]	0,65	-
Масса облоя	Моб., кг	П.8	-	0,76
Масса угара	М уг., кг	П.8	-	0,03
Масса материала, использованного на изготовление заготовки	Мв.м, кг	Мв.м = Мз/Кв.п Мв.м = Мз+Моб+Муг	8,43	4,59
Коэффициент использования материала	Кв.м	Кв.м = Мд / Мв.м	0,36	0,56
Дополнительные расходы на изготовление	Вв	Вв = Сд2- Сд1	-
Дополнительные масса материала и расходы на него	Мдоп, кг	Мдод = Мд ? ( Кв.м2 - Кв.м1) / ( Кв.м 1? Кв.м2)	-
	Вм	Вм = Цст.з1?Кц1?(1-Д1/100)?Мдод/1000;	-

Вывод

Выполнив расчеты, которые необходимы, получив результаты, сравнив их, я пришла к выводу, что оптимальным методом изготовления заготовки будет - штамповка, так как одновременно себестоимость изготовления детали Сд менше, а коэффициент использования материала Кв.м выше.

Литература

1. Методические указания по изучению дисциплин цикла «Технологические методы изготовления заготовок». Укл. доцент, к.т.н. В.М. Плескач, доцент, к.т.н. И.В.Акимов. - Запорожье, ЗНТУ, 2013, 50с.

2. Плескач В.М., Акімов І.В., Мітяєв О.А. Технологічні методи виробництва заготовок деталей машин: Підручник, за заг. ред. доц. В. М. Плескача. - Запоріжжя: Просвіта, 2013. -372 с.

3. Прейскурант для технико-экономического обоснования выбора оптимальной технологии изготовления заготовок при выполнении лабораторных работ. 2009

Размещено на Allbest.ru

...