Материал детали – сталь 25 ХГТ; твердость НВ 156…229; заготовка  – паковка. Масса заготовки  – 2,52 кг. Масса детали – 1,1 кг; коэффициент использования материала равен 0,436. 

        Механическая обработка втулки  в цехе производится с помощью  токарных, протяжных, шлифовальных, хонинговальных и других операций. Для данной втулки предъявляются  высокие требования к качеству  поверхности. Заготовка имеет простую форму, ее размеры и конфигурация близки к параметрам готовой детали, следовательно, конструкция детали технологична. 

        Трудоемкость механической обработки  детали составляет 15,887 минут. 

4.3.АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩЕГО ЗАВОДСКОГО ВАРИАНТА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛИ 

              На ХТЗ в качестве заготовки для изготовления втулки используют паковку, получаемую горячей штамповкой в закрытых штампах на кривошипном горячештамповочном прессе (КГШП).Поковка имеет форму цилиндра, в котором затем прошивают отверстие диаметром 49 мм. Сердцевина заготовки после прошивки идет в отходы. 

        Существующий заводской вариант  техпроцесса механической обработки  втулки представлен в таблице  4.1. 
 

Таблица 4.1. – Технологический процесс  изготовления втулки 

 

               В настоящем проекте предлагаются  следующие мероприятия по усовершенствованию  существующего на заводе технологического  процесса:

а) применение в качестве заготовки толстостенной трубы, что позволит значительно снизить расход материала, а также уменьшить припуски на обработку. 

4.4.ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ИЗГОТ ОВЛЕНИЯ ДЕТАЛИ «ВТУЛКА»  

         От степени совершенства способов получения исходной заготовки зависит расход материала, инструмента, количество операций обработки и их трудоемкость, себестоимость процесса изготовления детали в целом. 

        Необходимо стремится к тому, чтобы форма и размеры исходной  заготовки были максимально близки к форме и размерам детали. 

       На Харьковском тракторном заводе  в качестве исходной заготовки  выбрана паковка, полученная горячей  штамповкой в закрытых штампах  и прошивкой. При этом большая  часть заготовки  49 мм и длиной 76 мм идет в отходы. Ее масса равна 1,13 кг.

Себестоимость изготовления такой поковки равна: 

Сз=а^*т₃^*К_n                                                                 (4.1) 

где а – стоимость единицы массы металла заготовки в зависимости от его марки, геометрической сложности заготовки и способа получения, грн.;

      m₃ – масса металла, затрачиваемого на производство заготовки, т;

      К_n – коэффициент, учитывающий тип и вид производства заготовки (для штамповки на прессе К_n =2,0); 

С₃=2720^*(0,00252+0,00113)^*2=19,85 грн.

 

      В проекте, в отличие от принятой  заводской технологии, предусмотрено  получение исходной заготовки  из толстостенной трубы. 

       Данное мероприятие обеспечит  экономию материала, инструмента  и времени на механическую обработку втулки.

Исходная  труба имеет параметры: внешний  диаметр – 84 ммвнутренний диаметр  – 51мм, длина – 76 мм, масса – 2,10 кг. При этом себестоимость заготовки  составит:

С_зн=2720^* 0,0021^* 2 =11,42(грн.) 

  

           Рассчитанный показатель свидетельствует о том, что себестоимость заготовки, полученной из трубы, ниже себестоимости исходной поковки. Следовательно, предложенный выбор варианта заготовки является экономически более целесообразным.

Коэффициент использования материала составит: 

К_им=1,1/2,1 = 0,52 

        Полученное значение коэффициента  подтверждает правильность выбора  метода получения заготовки. 

      Уменьшение припусков на обработку  позволит исключить операцию  чернового зенкерования отверстия  втулки и обеспечит снижение трудоемкости механической обработки на 0,8 мин. 

4.4.РАСЧЕТ ПРИПУСКОВ НА МЕХАНИЧЕСКУЮ ОБРАБОТКУ

 

         Припуск – это слой материала, удаляемый с поверхности заготовки для достижения заданных свойств обрабатываемой поверхности детали. 

         Припуск на обработку поверхностей детали может быть назначен по соответствующим справочным таблицам или на основе расчетно-аналитического метода определения припусков.

     

          Расчетно-аналитический метод определения  припусков на обработку базируется на анализе факторов, влияющих на припуски предшествующего и выполняемого переходов технологического процесса обработки.

         

          Ниже приведен расчет припусков  на обработку  наружной поверхности  втулки  h6(-0,022) 

              Исходные данные для расчета припусков на механическую обработку:

а) наименование детали – втулка, заготовка –  поковка;

б) материал – сталь 45ХГТ;

в) элементарная поверхность для расчета припусков  – наружный диметр h6(-0,022);

г) на всех технологических переходах для  фиксации заготовки используется оправка.

          Минимальный припуск при обработке  наружных поверхностей равен: 

2Zimin = 2[(Rz+h)i-1+ √ (Δ²∑i-1 + ε²i)],              (4.2) 
 

где Rz_i-1 – высота неровностей профиля шероховатости поверхности на предшествующем переходе;

       h_i-1   - глубина дефектного поверхностного слоя на предшествующем переходе;

       - суммарное отклонение расположения поверхности на предшествующем переходе;

        - погрешность  установки заготовки на выполняемом  переходе.

При шлифовании заготовки после термической  обработке поверхностный слой должен быть сохранен, поэтому слагаемое  h из формулы исключают.

При выглаживании припуск  на обработке определяется высотой неровностей поверхности.

Небольшой предельный припуск для обработки  наружных поверхностей равен:

2Zi_max=Dmax_i-1 – Dmax                                                             (4.3)

2Zi_min=Dmin_i-1-Dmin_i                                                                 (4.4)

Значения  составляющих єлементов минимального припуска R_z, h, приняты по справочным нормативным данным для расчета припусков [30,с.185-189].

Расчет  припусков и промежуточных размеров по технологическим переходам при аналитическом методе расчета приведен в таб. 4.2. 

Таблица 4.2 – Расчет припусков и предельных размеров по технологическим переходам. 
 

 
 

Проверка расчета :

2Zo_max-2Zo_min=TDз-TDд

 

где 2Zo_max и 2Zo_min – общие предельные припуски;

TDз – допуск на изготовление заготовки;

TDд – допуск на изготовление готовой детали. 

8900-6022=2900-22

2878=2878  

Расчетные минимальные  припуски на обработку подтверждают правильность выбора параметров заготовки. 

4.4.2.РАСЧЕТ РЕЖИМОВ РЕЗАНИЯ И ОСНОВНОГО ВРЕМЕНИ 

           Режим резания металлов определяется следующими основными параметрами: глубиной резания t, подачей S и скорость резания V. Исходными данными для выбора режима резания являются сведения об изготовляемой детали и ее заготовке, а также данные о применяемом оборудовании и инструменте.

    
 

Необходимо  рассчитать режимы резания и основное время для зенкерования на токарно-револьверной операции 005, выполняемой на токарно-револьверноя станке 1П365. 

Глубина резания при зенкеровании рассчитывается по формуле: 
 

t=0,5(D-d),                                                                    (4.5) 
 

где d и D – диметры отверстия соответственно до и после зенкерования, мм; 
 

Подача при отсутствии ограничивающих факторов принимается максимально допустимая. 

Скорость  резания при зенкеровании V, м/мин., определяется по формуле: 

,                                                                        (4.6) 

где С_v – постоянный коэффициент, учитывающий вид и марку обрабатываемого материала [31, с278, таб.29];

        Т   - период стойкости;

         К_v – общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактические условия резания; 
 

  K_v=K_мvK_uvK_tv                                                    (4.7)