Методика конструирования узлов и деталей винтового подъемника

Предназначена для обработки наружной поверхности детали . выполняется на токарно-винторезном станке 16к20.

Операция 040. Токарная.

Предназначена для нарезания резьбы с учетом заданных размеров. применяем для нарезания трапециидальной резьбы.

Операция 050. Фрезерование

Предназначена для выполнения шпоночного паза. Выполняется операция на фрезерном станке 6р12.

Операция 060. Термообработка 

В муфельной печи проводим термообработку, предназначающуюся для улучшения  свойств материала.

Операцию 070 Шлифование.

Данная операция предназначена  для шлифования посадочных мест под  подшипники. Осуществляется  на шлифовальном станке 3М150, обеспечиваем при шлифовании точность не ниже 6-7 квалитетов и шероховатость  поверхности не более Rz=6,3 Мкм.

Операция 080. Промывочная

Осуществляется с целью удаления абразивных частиц, стружки, пыли с  поверхности детали.

Операция 090. Технический контроль.

Выбор заготовки

При изготовлении валов, винтов и осей исходные данные получают путем пластического  деформирования, сюда входят; литье, штамповка, ковка и т.д.ибо путем резки проката. В нашем случае мы имеем дело с индивидуальным единичным производством, винт имеет несколько перепадов диаметрального размера, поэтому используем горячий прокат который, разрезается на штучные

 ГОСТ 2590-71

Принимаем пруток круглый толщиной 14 мм (исходя из конструктивных особенностей) длинной 475.

Марки стали; Ст 3

.

Расчет межоперационных припусков

Слой материала, удаляемый с  поверхности заготовки в целях  достижения заданных свойств обрабатываемой поверхности детали называются припуском.

Для выбора минимальных размеров заготовки  необходимо рассчитывать величину припуска на первую и последующую операции. Минимальный припуск рассчитываем по формуле:[9; с 175]:

2Zi min = 2[(Rz+h)i-1+Dåi-1+åi],  (8.1)

где Rzi-1-высота неровностей профиля  на предшествующем периоде hi-1-глубина  дефективного слоя на предшествующем переходе.

Dåi-1 - сумарное отклонение расположения поверхности

åi - погрешность установки заготовки на выполняемом переходе.

Сумарное отклонение расположение отклонение расположение Då расчитываем по формуле [9;с 177].

Då=DK× ,  (8.2)

где DK - отклонение оси детали от прямолинейности (кривизны) Мкм/мм;

-длина детали, мм величины параметров Rz , h

Då, DK приведины в таблице 1,4 [9,ст180]

Då= 2х70 =140

2 Zi min= 2(125+150+140)=830Мкм

Таким образом ,минимальный припуск для чернового точения составил     2Zi min= 830 Мкм.

Чистое обтачивание:

2 Zi min= 2[(Rzi min+hi min)+Då;]

где åi =Ky×Dåi-1  (Ky =0,06 [7,c190]);

Dåi =0,06×140 =9,8Мкм

Rz i и hi - приведены в таблице 5[9;с18].

Черновое шлифование:

Rzi и hi   -  приведены в таблице 5[9;с181].

2Zi min = 2(Rz+h)

2Zi min = 2(30+30) =120Мкм

Шлифование чистовое:

Rzi и hi -приведены в таблице 5[9с 181].

2Zi min = 2(10+20)=60Мкм

Шлифование тонкое:

Rzi и hi - приведены в таблице 5[9;181].

2Zi min  = 2(6,3+12)=36,6Мкм

Расчетный наименьший размер для каждого  перехода определяем с наименьшего  предельного размера по чертежу  путем прибавления к чертежу  этому размеру расчетного припуска.

Наименьший предельный размер винта:

10-0,05=9,985 мм.

Шлифование черновое:

9,985+0,060=10,045мм.

Чистовое точение:

10,045+0,120=10,165мм.

Черновое точение:

10,165+0,282=10,447мм.

Прокат:

10,447+1,150=11,597мм/

Допуск Т на каждой операции определяем начиная с допуска на наименьший предельный размер детали. В соответствии с данными таблицы 5[9,с181] и таблицы 32 [9,с192] находящим допуск Т.

Допуск на прокат по таблице 62 [9;c.169] Т = 800 Мкм.

Величины допусков приведены в  таблице 8.2.

Затем определяем предельные размеры. Наименьший размер по переходам получаем, округляем расчетные размеры, с  каким дан допуск на размер для  каждого перехода.

Наибольший размер получаем путем  прибавления допуска к наибольшему  размеру. Принятые размеры приведены  в таблице 8.2. Затем определяем предельные значения припусков Zmax и Zmin, как разницу предельных размеров предшествующего и выполняемого переходов.

Например минимальный припуск для:

- чернового точения:

2Zmin = 11,597 – 10,447 = 1150 Мкм;

- чистового точения:

2Zmin = 10,447 – 10,165 = 182 Мкм;

- чернового шлифования:

2Zmin = 10,165 – 10,045 = 120 Мкм;

- чистового шлифования:

2Zmin = 10,4045 – 9,85 = 60 Мкм.

Максимальный припуск для:

- чернового точения:

2Zmax = 12,79 – 10,59 = 2200 Мкм;

- чистового точения:

2Zmax = 10,59 – 10,23 = 360 Мкм;

- чернового шлифования:

2Zmax = 10,23 – 10,07 = 160 Мкм;

- чистового шлифования:

2Zmax = 10,07 – 10,00 = 70 Мкм.

Величины предельных припусков  заносим  в таблицу 8.2.

Достоверность расчетов определяем по формуле [7;c.193].

Td3 – Tdд = 2Z0max – 2Z0min,  (8.3)

где Td3 - допуск на изготовление заготовки, Мкм;

Tdд - допуск на изготовление детали Мкм;

2Z0max – сумма максимальных припусков  по переходам Мкм.

Tdз – Tdд = 800 – 15 = 785Мкм;

2Z0max – 2Z0min = 2720 – 1935 = 785 Мкм.

Проверочный расчет показал, что расчеты  проведены правильно.

Таблица 8.2     Карта расчета  припусков на обработку и предельных

размеров по межтехнологическим переходам

 

Элементарная пов-ть детали и технологический маршрут обработки	Элементы припуска				Расчетный припуск 2Zmin, мкм	Расчетный максимальный размер,мм	Допуск на изготовление Td, мкм	Принятые размеры по переходам, мм		Полученные предельные припуски, мкм
	Rz	h	D	e				dmax	dmin	2Zmax	2Zmin
Прокат	125	150	300	-	-	11,597	800	12,43	11,62	-	-
Точение черновое	63	60	18	-	1150	10,447	150	10,59	10,45	2200	1150
Точение чистовое	30	30	-	-	282	10,165	58	10,23	10,16	360	282
Шлифование черновое	10	20	-	-	120	10,045	22	10,02	10,05	160	120
Шлифование чистовое	6,3	12	-	-	60	9,985	15	10	9,985	70	60

 

Расчеты режимов резания

Режимы резания находятся в  зависимости от типа и конструкции  инструмента, по геометрии режущей  части, качества заточки правильности установки и закрепления инструмента  на станке, от типа оборудования на станках, системы СПИД.

При окончательном назначении режимов  резания учитывают материал и  состояние заготовки.

Изготавливаем винт на 1Е61. применяемый  станок позволяет выполнять все  токарные операции (см. маршрутную технологию). Мощность двигателя

Nдв = 10 кВт.

Коэффициент полезного действия h = 0,75.

При черновом точении по корке при  относительно равномерном сечении  среза рекомендуется использовать для режущей части резца сплав  пластинки (твердый) Т15К6.

Тип резца – прямой проходной  упорный с углом в плане j = 900 по ГОСТ 18879-73.

Сечение держовки HxBxL = 25х16х40 мм, = 15, R = 1 мм.

Форма передней поверхности  - радиусная  с фаской. Передней угол g = 150, задний угол a = 120, R = 4 мм, В = 2 мм, S = - 50, j = 900, f = 0,3 мм, gи = -50.

Рисунок 8.2

 

 

Рисунок 8.3

 

 

Глубина резания 

При точении глубину резания  определяют по формуле:

t =   (8.4)

где D – диаметр заготовки;

d – диаметр детали.

t = = 0,25 мм.

Подачу при черновом точении  выбираем в зависимости от требуемых  параметров шероховатости обрабатываемой поверхности  и радиуса при  вершине резца. Согласно данным таблицы 2 [9; c.418] принимаем:

S = 1,3 мм/об.

Скорость резания, допускаемую  режущими свойствами инструмента, при  наружном точении рассчитывают по формуле:

V =  (8.5)

где Т – стойкость инструмента;

t – глубина резания, мм;

S – подача мм/об;

m, x, y – показатели степени;

Cv, Kv – коэффициенты учитывающие условия работы.

Так как обрабатываемая сталь с  пределом прочности sВ = 400 МПа при наружном точении проходным резцом и материал режущей части Т15КВ принимаем:

x = 0,15   y = 0,35   m = 0,2 Cv = 350 (таблица 8 [9;c.422]).

Коэффициент Кv определяется по формуле:

Кv = Кm· Кn· Кu· Кj · Кr,

где Кm, Кu – коэффициенты учитывающие физико – механические свойства материала;

Кj , Кr - коэффициенты учитывающие угол в плане и радиус при вершине.

Значения коэффициентов приводятся в таблицах 16 – 18 [9;c.426].

Так как угол в плане 900, то Кj = 0,7; Кu = 1; Кn = 0,9; т.к. состояние поверхности прокат с коркой.

Кm = Cm ,

где Cm – коэффициент обрабатывемости.

Так как обрабатывем сталь с пределом прочности sВ = 400 МПа принимаем Cm = 1, n = 1 (таблица 10 [9;c.424]).

Стойкость инструмента Т = 60 мин [9;c.424].

Тогда :

Кm = 1 = 1,88;

Кv = 1,88· 0,9· 1· 0,7 = 1,18;

V = = 278 м/мин.

Силу резания находим по формуле:

Pz = 10Cp×tx×Sy×Vn×Кp,  (8.6)

где Cp Кp – коэффициенты учитывающие условия обработки, свойства материала заготовки и инструмента;

t, S, V – глубина, подача и скорость резания;

x, y, n – показатели степени;

Кp, - коэффициент учитывающий физико – механические свойства заготовки, определяемый по формуле:

Кp = Кm· Кj· Кj· Кg · Кr,  (8.7)

где Кj, Кj, Кg , Кr – коэффициенты учитывающие геометрию инструмента.

Так как главный угол в плане j = 90о, и материал режущей части инструмента твердый сплав к j  = 890, передний угол j = 15о, kj = 0,75.

Т.к. угол наклона главного лезвия g = - 5о, то Кg = 1.

Значения коэффициентов приведены  в таблице 23 [9;c.275]:

Кp = 1· 0,75 · 0,89 · 1 · 1 = 0,67.

Постоянная Ср и показатели степени  x, y, n для заданных условий обработки приведены в таблице 22 {9;c.273]:

Ср = 300; x = 1; y = 0,75; n = 0,15;

Pz = 10·300×11×0,430,75×100,5-0,15×0,67 = 796,34.

Определим необходимую мощность резания:

N = = 3,7 кВт.

Для осуществления процесса резания  необходимо обязательное соблюдений условий:

Np £ Nст×h;

3,7 £ 10 · 0,75 = 7,5.

Условие соблюдается, следовательно  процесс обработки заданного  материала (при всех выбранных режимах  резания ) реален.

Основное время рассчитывается по формуле:

Т0 = , (7.9)

где L – путь инструмента, мм;

i – число проходов;

S – подача, мм/об;

n – частота вращения шпинделя, об/мин.

Т0 = = 0,2 мин.

 

Наладка станка

Наладка станка заключается в установке  инструментов и деталей, их закреплении, настройке инструмента резания, подаче, скорости резания.

Настройка на глубину резания осуществляется методом пробных стружек.

Величина подачи и частота вращения настраивается путем переключения поворота управления.

Режимы резания для остальных  операций и переходов приведены  в операционных картах.

10. Экономическое  обоснование

ЗАО «СП» (зарегистрирована в Торгово-Промышленной палате РФ, номер лицензии 16478561 )

Адрес: 660723 Новосибирск ул. Выборная, 34

Расчетный счет №001507147 в 14 отделении  КБ Промстройбанка

Директор Кабанов А. А.     тел (3832)-24-54-76

Юрист Масленов В. А.    тел (3832)-24-54-77

Главный бухгалтер  Нерин С. А.       тел (3832) - 24 -56 -80 

ЗАО «СП»  обладает       

 складские площади 250 кв. м и производственные площади 1200 кв. м (по адресу Новосибирск, ул. Авиастроителей корпус 2)    

 фирменный магазин «СП»  по  адресу Новосибирск ул. Челюскинцев, 34

10.1. Резюме

       «СП» планирует  производство нового вида продукции:  стол-подъемник  и выход с  ним на рынок г Новосибирска. Столы-подъемники  отличаются от обычных столов  прочностью, и значительно более приятным дизайном. Фирма планирует занять 2 % рынка за 1 год 8 % во 2 год 14 % в 3 год Основными конкурентами являются отечественные производители и зарубежные Rovez. По сравнению с ними продукция нашей фирмы обладает рядом преимуществ - уникальный состав с добавлением особых материалов и является вполне конкурентоспособной.     

 План продвижения товара  на рынок. Применяется подход  к ценообразованию цена такая  же как у конкурентов, в качестве ориентира служит фирма СТП. Упор делается на проведение интенсивной рекламной компании и качественном послепродажном обслуживании. В рекламе рассматриваются наличие уникальных свойств товара  тестирование его независимыми лабораториями и получения сертификата соответствия №987120.      

 Каналы сбыта. Планируется  продажа товара через фирменный  магазин «СП» и через торговых  посредников со скидками 10 %. Оптовые  продажи со склада ( партиями от 50 столов ) со скидкой 5 %.

      Стимулирование сбыта.  Наша фирма будет предоставлять  рассрочку при покупке от 10 столов  сроком до 1 месяца .     

 Оценка риска проекта. В  разделе 10. 5  проведена экспертная  оценка возможных рисков. Для  рисков балл которых Wi * Vi ( где Wi - вес риска Vi - средняя вероятность возникновения ) > 10 разработаны меры противодействия .

       Коэффициенты  финансовой оценки проекта. Рентабельность  продукции = Прибыль реализации / Полная себестоимость = 719.28 / 2663.3 = 0.27 .

Рентабельность изделия = Прибыль  реализации / Себестоимость переработки = 719.28 / 1028 = 0.7

Рентабельность продаж = Балансовая прибыль / Выручка = 719.28 / 3377.2 =0.21

Норма прибыли = Чистая прибыль / Инвестиции = 467.53 / 2663 = 0.18   

 Себестоимость продукции составила  369.9 тыс рублей, безубыточность производства достигается при выпуске 5700 единиц продукции    Необходимо инвестиций 2 663 млн. руб. Возврат средств с учетом дисконтирования  
(банковский процент 10 % ) за 2 года 7 месяцев . 

10.2.  Описание проекта 

Описание товара  

Столы-подъемники являются неотъемлемой и важной частью любой работы Правильный выбор столов влияет на безопасность работы.  

Технические  характеристики 

Столы-подъемники нашей фирмы соответствуют  стандарту на подобные  изделия  №19860-79 Госстандарта РФ.  

Размеры: длина -35см ширина 20см

Специальный материал:  EX1275  разработка фирмы ( патент № 980456 ) с добавлением титана и металлопластика. 

Срок службы :рассчитаны на  пробег 10 лет.

Возможные покупатели товара  

Столы-подъемники нашей фирмы (Модель № 1) предназначены для отечественных  потребителей.

 Существуют следующие потенциальные  покупатели нашей продукции :

Физические лица..

Фирмы занимающиеся инженерным проектированием.

Отличие товара от аналогичных товаров  конкурентов  

На Российском рынке существует несколько фирм производителей аналогичной  продукции: отечественный СТП и несколько зарубежных. Из зарубежных конкурентов в нашей стране получили наибольшее распространение две фирмы:Rovez.  Их продукция широко известна, признана и высокого качества. Но очень высокая цена (около 600 тыс. руб.  препятствует широкому распространению товара. Столы нашей фирмы практически не уступают по качеству этим аналогам, при этом имеют более низкую цену (около 450 тыс. руб.). По сравнению с продукцией отечественного СТП наш продукт при приблизительно равных ценах имеет больший срок службы, что подтверждено тестовыми испытаниями нашей фирмы и несколькими независимыми тестовыми лабораториями (Имеется сертификат соответствия № 524).  Использование уникального материала из металлопластика  EX 1275 ( патент №980456 ) позволяет нашей продукции иметь лучшие показатели прочности и износостойкости.