karter (Проект участка цеха с детальной разработкой единичного технологического процесса изготовления детали Картер), страница 6

Сначала, пользуясь формулой для вычисления объемов полых цилиндров, рассчитываем объемы для варианта ручной формовки.

V₁+V₂ = 55,62 см³; V₃ = 21,72 см³; V₄ = 19,9 см³; V₅ = 35,62 см³;

V₆ = 51,0 см³; V₇ = 64,28 см³; V₈ = 15,2 см³; V₉ = 63 см³; V₁₀ = 87,48 см³;

V_10’ = 37,34 см³; V₁₁ = 68,9 см³; V₁₂ = 79,94 см³.

Подсчитаем общий объем припуска сложив все полученные величины.

V_пр = V_i, (3.6.1)

V_пр = 55,62+21,72+19,9+35,62+51,0+64,28+15,2+63,0+87,48+37,34+68,9+79,94 = 587,0 см³.

Массу припуска определяют по формуле:

G_пр = p(V_пр+ V_нап), (3.6.2)

где р - плотность сплава, 2,7 г/см³.

V_np - объем припуска, см³.

G_пр = 2,7(587,0+276,48) = 2333 г = 2,333 кг.

Отсюда масса заготовки:

G₃ = G_Д+G_пр, (3.6.3)

G₃ = 6+2,333 = 8,333 кг.

Аналогичным образом рассчитываем объемы и массу заготовки для машинной формовки.

V₁+V₂ = 50,67 см³; V₃ = 17,27 см³; V₄ = 15,90 см³; V₅ = 30,17 см³;

V₆ = 46,58 см³; V₇ = 57,72 см³; V₈ = 10,86 см³; V₉ = 58,09 см³; V₁₀ = 82,5З см³;

V_I0 = 32,41 см³; V₁₁ = 63,8 см³; V₁₂ = 75,2 см³.

Общий объем припуска:

V_пр = V_i

V_пр = 50,57+17,27+15,90+31,17+46,58+59,72+10,86+58,09+82,53+32,41+63,8+75,2 = 263,2 см³.

Масса припуска:

G_пр = p(V_пр+ V_нап), (3.6.4)

G_пр = 2,7(263,2+255,3) = 1407 г = 1,407 кг.

Масса заготовки:

G₃ = G_д + G_пр, (3.6.5)

G₃ = 6+1,287 = 7,287 кг.

Рассчитаем коэффициент весовой точности (К_в.т.).

К_в.т. = G_д/G_з, (3.6.6)

для первого варианта:

К_в.т.1 = 6/8,33 = 0,72

для второго варианта:

К_в.т.2 = 6/7,407 = 0,81

Результаты расчетов заносим в таблицу 3.6.5.

Таблица 3.6.5

Сравнительная характеристика методов получения заготовки

За критерии оценки технико-экономической эффективности способов получения заготовки, принимаем стоимость заготовки и коэффициент весовой точности.

Стоимость заготовки определяем по формуле:

С_з = [(С_б/1000)G_зK_mK_cK_вК_мК_n]-[(G_з-G_д)С_с/1000] ( )

где С_б - базовая себестоимость одной тонны отливки по прейскуранту цен, руб.;

С_с - стоимость одной тонны стружки, руб.;

К_т - коэффициент, зависящий от класса точности;

К_с - коэффициент, зависящий от группы сложности;

К_в - коэффициент, зависящий от массы;

К_m - коэффициент, зависящий от материала;

К_n - коэффициент, зависящий от объема производства.

Значения коэффициентов и стоимости отливок берем из литературы [9] и заносим в таблицу 3.6.6.

Таблица 3.6.6

Показатели коэффициентов по вариантам получения заготовки

Производим расчет:

для ручной формовки

С_з1 = [(5944/1000)8,331,0510,725,941]-[(8,33-6)1500/1000] = 220,34 руб.

для машинной формовки

С_з2 = [(5944/1000)7,4071,0510,815,941]-[(7,407-6)1500/1000] = 211,42 руб.

Расчеты показали, что стоимость заготовки, практически одинакова. Но поскольку во втором варианте отливка гораздо точнее, то, соответственно, меньше затраты на механическую обработку, а также коэффициент весовой точности больше, что снижает отходы стружки. Поэтому делаем вывод, что использование машинной формовки выгоднее.

3.7. Анализ схем базирования

Базой называют поверхность, заменяющую ее совокупность поверхностей, ось, точку детали или сборочной единицы, по отношению к которым ориентируются другие детали изделия или поверхности детали, обрабатываемые или собираемые на данной операции. По характеру своего назначения (при конструировании, изготовлении деталей, измерении и сборке механизмов и машин) базы подразделяются на конструкторские, технологические и измерительные.

Группу конструкторских баз составляют основные и вспомогательные базы, учет которых при конструировании (выборе форм поверхностей, их относительного положения, простановки размеров, разработке норм точности и т. п.) имеет существенное значение. Основная база определяет положение самой детали или сборочной единицы в изделии, а вспомогательная база - положение присоединяемой детали или сборочной единицы относительно данной детали. Как правило, положение детали относительно других деталей определяют комплектом из двух или трех баз.

Технологической базой называют поверхность, определяющую положение детали или сборочной единицы в процессе их изготовления.

Измерительной базой называют поверхность, определяющую относительное положение детали или сборочной единицы и средств измерения.

Наибольшей точности обработки детали можно достигнуть в том случае, когда весь процесс обработки ведется от одной базы с одной установкой, так как ввиду возможных смещений при каждой новой установке вносится ошибка во взаимное расположение осей поверхностей. Так как в большинстве случаев невозможно полностью обработать деталь на одном станке и приходится вести обработку на других станках, то в целях достижения наибольшей точности необходимо все дальнейшие установки детали на данном или другом станке производить по возможности на одной и той же базе.

Принцип постоянства базы состоит в том, что для выполнения всех операций обработки детали используют одну и ту же базу.

Если по характеру обработки это невозможно и необходимо принять за базу другую поверхность, то в качестве новой базы надо выбирать такую обработанную поверхность, которая определяется точными размерами по отношению к поверхностям, наиболее влияющим на работу детали в собранной машине.

Надо всегда помнить, что каждый переход от одной базы к другой увеличивает накопление погрешностей установок (погрешностей положения обрабатываемой детали относительно станка, приспособления, инструмента).

Далее, при выборе баз различного назначения надо стремиться тоже использовать одну и ту же поверхность в качестве различных баз, так как это тоже способствует повышению точности обработки.

В этом отношении целесообразно в качестве измерительной базы использовать технологическую базу, если это возможно; еще более высокой точности обработки можно достигнуть, если сборочная база является одновременно технологической и измерительной. В этом и заключается принцип совмещения баз.

Анализируя техническое задание, эскиз детали под выполняемую операцию, выбираем теоретическую схему базирования и возможные схемы практической реализации.

Для призматических корпусных деталей существует три схемы базирования:

1. по трем взаимно перпендикулярным плоскостям;

2. по плоскости и двум отверстиям в ней;

3. по двум взаимно перпендикулярным плоскостям и отверстию в одной из них.

Выбираем схему базирования по трем взаимно перпендикулярным плоскостям. При обработке картера за технологическую базу на операции 020 (фрезерная) принимаем опорные поверхности с размером 252_±0,2 и два посадочных отверстия 16_+0,05 для обработки размера 140_-0,46 и 90_-0,54.

Схема базирования детали "картер" на операции 020
(фрезерование торцов заготовки в размер 140_-0,46)

Рис. 3.7.1.

Погрешность установки заготовки E_y возникает при установке в приспособление и складывается из погрешности E_б базирования и погрешности закрепления E_з.

, мм (3.7.1)

Так как технологическая и измерительная базы не совпадают то E_б будет равно допуску на размер 115h11, т.е. E_б =  = 0,22 мм.

Так как сила зажима направлена параллельно выдерживаемого размера на который рассчитываем погрешность, то E_б ≠ 0. По литературе [1]

E_з = CQⁿcos, (3.7.2)

где С = 0,2 - коэффициент, характеризующий условия контакта, материал и твердость базовой поверхности заготовок;

Q = 1030 Н - сила, действующая на опору;

 - угол между направлением выдерживаемого размера и направлением приложения силы.