Литье в кокиль

Литье в песчаные формы.

Для данного вида литья определяем коэффициенты:

К_т=1,1; К_с=1; К_в=0,95; К_м=1,26; C_i=360 рублей; S_отх=27 рублей.

Чтобы определить величину коэффициента К_п, зависящего от объема производства заготовок, необходимо вначале установить группу серийности отливок. По табл. 3.12[3] при объеме выпуска заготовок 5000 шт., и массе отливки 3,9 кг., определяем группу серийности – 4. Тогда К_п=0,96. Подставляя полученные данные в формулу (5) получим:

S_заг=[(360/1000)·3,59·1,1·1·0,95·1,26·0,96]–(3,59 – 2,1)·(27/1000)=1,6р.

Для данного вида литья определяем коэффициенты:

К_т=1,05; К_с=1; К_в=0,96; К_м=1,2; К_п=0,85. C_i=318 рублей; S_отх=27 рублей.

Подставляя численные данные в формулу (5) получим:

S_заг=[(318/1000)·3,59·1,05·1·0,96·1,2·0,85]–(3,59–2,1)·(27/1000)=1,13р.

Таким образом, литье в кокиль выгоднее, чем литье в песчаные формы.

5. Проектирование маршрутного технологического процесса

изготовления детали

Классифицируем данную деталь.

Класс–полые цилиндры(втулка). Характерное условие:

h=(0,25÷2,5)·D (мм) (6)

Подставляя размеры детали h=76 мм, D=142 мм, получим:

76=(0,25÷2,5)·142=35,5÷355 мм.

Т. е. Размеры детали удовлетворяют данному условию.

Размерная группа – Н (небольшие): D=70÷150 мм; G=0,7÷2 кг.

На основании анализа базового технологического процесса изготовления детали и выбора метода получения заготовки, а также используя типовые схемы обработки деталей данного класса [2], составляем проектные варианты маршрутного технологического процесса, ориентируемого на автоматизированное производство.(см. табл. 3,4).

Таблица 3. Проектный технологический маршрут

изготовления стакана (1 вариант).

№ операции	Наименование операции и ее содержание	Станок (оборудование)	Технологические базы, приспособление
	Заготовительная. Литье в кокиль.	Кокильная машина мод. 5913
	Токарно-револьверная с ЧПУ. Обработать начерно и начисто торец, внутренние цилиндри- ческие поверхности с одной стороны детали Расточить канавку. Снять фаски.	Токарно-револьверный станок модели 1П426Ф3	Необработанные торец и наружная поверхность заготовки. Приспособление: патрон трехкулач- ковый самоцентри- рующий.
	Комбинированная. Обработать начерно и начисто наружную поверхность,внутрен –нюю поверхность с другой стороны детали. Точить канавки и фаски. Центровать и сверлить отверстия по торцу и на наружном диаметре детали. Зенковать фаски.	Гибкий производствен- ный модуль ИРТ180ПМФ4	Цилиндрическая внутренняя поверхность с припуском под тонкое точение и обработанный торец. Приспособление: патрон трехкулач- ковый самоцентри- рующий.
	Отделочно-расточная. Расточить внутренние поверхности и торцы.	Горизонтальный отделочно-расточной полуавтомат модели 2706П	Обработанный торец детали, буртик наружной канавки и внутренний диаметр 119,8 (120) мм. Приспособление: специальное.
	Токарная с ЧПУ. Тонкое точение наружного диаметра 130k6 и боковых поверхностей выточки	Токарный вертикальный полуавтомат 1А734Ф3	Внутренний диаметр 80H8 и торец детали. Приспособление: оправка разжимная
	Моечная. Промыть деталь и обдуть сжатым воздухом.	Машина моечная модели МКП-0620
	Контрольная. Проверить размеры, шероховатость поверхностей, техни- ческие требования.	Контрольный стол	Приспособление контрольное с установкой детали на оправку.
	Транспортная	Роботкар

Таблица 4. Проектный технологический маршрут

изготовления стакана (2 вариант).

№ операции	Наименование операции и ее содержание	Станок (оборудование)	Технологические базы, приспособление
	Заготовительная. Литье в кокиль.	Кокильная машина мод. 5913
	Токарная с ЧПУ. Обработать начерно и начисто торец, внутренние цилиндри- ческие поверхности с одной стороны детали Расточить канавку. Снять фаски.	Токарно-револьверный станок модели 1П426Ф3	Необработанные торец и наружная поверхность заготовки. Приспособление: патрон трехкулач- ковый самоцентри- рующий.
	Комбинированная. Обработать начерно и начисто наружную поверхность,внутрен –нюю поверхность с другой стороны детали. Точить канавки и фаски. Центровать и сверлить отверстия по торцу и на наружном диаметре детали. Зенковать фаски.	Гибкий производствен- ный модуль ИРТ180ПМФ4	Цилиндрическая внутренняя поверхность с припуском под тонкое точение и обработанный торец. Приспособление: патрон трехкулач- ковый самоцентри- рующий.
	Внутришлифовальная Шлифовать внутренние поверхности и торцы.	Внутришлифовальный станок модели 3К227В	Обработанный торец детали, внутренний диаметр 119,8 (120)мм. Приспособление: шлифовальное.
	Круглошлифовальная с ЧПУ. Шлифование наружного диаметра 130k6 и боковых поверхностей выточки	Круглошли –фовальный станок модели 3М151Ф2	Внутренний диаметр 80H8 и торец детали. Приспособление: оправка разжимная
	Моечная. Промыть деталь и обдуть сжатым воздухом.	Машина моечная модели МКП-0620
	Контрольная. Проверить размеры, шероховатость поверхностей, техни- ческие требования.	Контрольный стол	Приспособление контрольное с установкой детали на оправку.
	Транспортная	Роботкар

Приведенные варианты отличаются применяемым оборудованием и инструментом. Соответственно различаются и режимы резания. В дальнейшем необходимо определить какой из вариантов обработки предпочтительнее.

6. Определение припусков, операционных размеров

и размеров заготовки

Припуски на несколько поверхностей определим расчетно – аналитическим методом [5]. Опытно – статический метод позволяет назначать припуски независимо от технологического процесса обработки заготовки и поэтому они, как правило, являются завышенными, что приводит к увеличению расхода материла и трудоемкости изготовления деталей.

Значения операционных допусков примем по таблицам точности обработки [5], величину допусков на размеры исходной заготовки принимаем руководствуясь справочными таблицами [9].

Минимальный припуск при обработке внутренних и наружных поверхностей (двусторонний припуск) определяется по формуле:

2z_{i min}=2[(R_z+h)_i-1+ ] (8)

При последовательной обработке противолежащих поверхностей (односторонний припуск) определяется по формуле:

z_{i min}=(R_z+h)_i-1+ (9)

Здесь R_zi-1 высота неровностей профиля на предшествующем переходе; h_i-1 – глубина дефектного поверхностного слоя на предшествующем переходе; Δ_Σi-1 – суммарные отклонения расположения поверхности на предшествующем переходе; ε_i – погрешность установки заготовки на выполняемом переходе.

Номинальный припуск на обработку поверхностей определяется по формулам: внутренних

z_i=z_{i min}+ES_i-1-ES_i (10)

2z_i=2z_{i min}+ES_Di-1-ES_Di (11)

Здесь ES_Di-1, ES_i-1; ES_Di, ES_i – верхние отклонения размеров соответственно на предшествующем и выполняемом переходах.

наружных

z_i=z_{i min}+ei_i-1+ei_i (12)

2z_i=2z_{i min}+ei_Di-1+ei_Di (13)

Здесь ei_i-1, ei_Di-1; ei_i, ei_Di – нижние отклонения размеров соответственно на предшествующем и выполняемом переходах.

Знать номинальные припуски необходимо для определения номинальных размеров формообразующих элементов технологической оснастки (штампов, пресс-форм, моделей, волок, приспособлений).

Максимальный припуск на обработку поверхностей определяется по формулам: внутренних

z_{i max}=z_{i min}+Td_i-1+Td_i (14)

2z_{i max}=2z_{i min}+Td_i-1+Td_i (15)

наружных

z_{i max}=z_{i min}+TD_i-1+TD_i (16)

2z_{i max}=2z_{i min}+TD_i-1+TD_i (17)

Здесь Td_i-1, TD_i-1 – допуски размеров на предшествующем переходе и Td_i, TD_i - допуски размеров на выполняемом переходе.

Максимальные припуски принимают в качестве глубины резания и используют для определения режимов резания и выбора оборудования по мощности.

Расчетные формулы для определения размеров:

внутренних поверхностей

D_{max i-1}=D_{max i} – 2z_{min i} (18)

D_{min i-1}=D_{max i-1} – T_{D i-1} (19)

a_{max i-1}= a_{max i} - z_{min i} (20)

a_{min i-1}= a_{max i-1} - T_i-1 (21)

наружных поверхностей

D_{max i-1}=D_{min i-1} + T_{D i-1} (22)

D_{min i-1}=D_{min i} + 2z_{min i} (23)

a_{max i-1}= a_{min i-1} + T_i-1 (24)

a_{min i-1}= a_{min i} + z_{min i} (25)

Здесь 2z_{min i} – минимальный (расчетный) припуск на диаметр; z_{min i} – минимальный (расчетный) припуск на сторону на выполняемый технологический переход; a_{min i-1}, D_{min i-1}, a_{max i-1}, D_{max i-1}, – соответственно наименьшие и наибольшие предельные размеры, полученные на предшествующем переходе;

a_{min i}, D_{min i}, a_{max i}, D_{max i}, – соответственно наименьшие и наибольшие предельные размеры, полученные на выполняемом технологическом переходе.

Рассчитаем припуски и операционные размеры с использованием вышеперечисленных формул и расчетных карт (см. табл. 5,6,7) для каждой из поверхностей. Правильность проведенных расчетов определим по формулам:

z_{i max} - z_{i min} = T_i-1 – T_i; (26)

2z_{i max} - 2z_{i min} = T_{D i-1} – T_{D i}; (27)

z_{o max} – z_{o min} = T_з – T_д; (28)

2z_{o max} - 2z_{o min} = T_{D з} – T_{D д}; (29)

Здесь z_{o max}, z_{o min} – общие припуски на обработку.

Таблица 5. Карта расчета припусков на обработку и предельных размеров по технологическим переходам.

Наименование детали – стакан. Материал сталь 40ХЛ. Элементарная поверхность для расчета припуска внутреннее отверстие диаметром ø80Н8^(+0,046).

Элементарная поверхность детали и технологический маршрут ее обработки

Элементы припуска, мкм

Расчетный припуск 2z min, мкм

Расчетный максимальный размер, мм

Допуск на изго-товлениеТd, мкм

Принятые (округленные) размеры по переходам,мм

Полученные предельные припуски, мкм

Rz

h

Δ

ε

dmax

dmin

2zmin

2zmax

Отливка   Точение: черновое     чистовое   тонкое (шлифование)

5(-)

-     -

-         -     -

-

76,526     79,126     79,966     80,046

76,50     79,10     79,90     80,046

75,30     78,80     79,8

-

-

Проверка расчета: Tdз –Tdд =1200-46=2z0 max-2z0 min=4700-3546=1154 мкм

Таблица 6. Карта расчета припусков на обработку и предельных размеров по технологическим переходам.

Наименование детали – стакан. Материал сталь 40ХЛ. Элементарные поверхности для расчета припуска – внутренние торцы обеспечивающий линейный размер 32(-0,16) (двусторонний припуск)

Элементарная поверхность детали и технологический маршрут ее обработки

Элементы припуска, мкм

Расчетный припуск 2z min, мкм

Расчетный минимальный размер, мм

Допуск на изго-товлениеТd, мкм

Принятые (округленные) размеры по переходам,мм

Полученные предельные припуски, мкм

Rz

h

Δ

ε

2hmax

2hmin

2zmin

2zmax

Отливка   Точение: черновое     чистовое   тонкое (шлифование)

5(-)

-     -

-         -

-

35,16     32,32     32,02     31,84

36,2     32,8     32,2

35,2     32,3         31,84

-

-

Проверка расчета: TD з – TD д=840= 2zo max - 2zo min =4200-3360=840 мкм

Таблица 7. Карта расчета припусков на обработку и предельных размеров по технологическим переходам.

Наименование детали – стакан. Материал сталь 40ХЛ. Элементарная поверхность для расчета припуска наружная поверхность диаметром ø130k6

Элементарная поверхность детали и технологический маршрут ее обработки

Элементы припуска, мкм

Расчетный припуск 2z min, мкм

Расчетный минимальный размер, мм

Допуск на изго-товлениеТd, мкм

Принятые (округленные) размеры по переходам,мм

Полученные предельные припуски, мкм

Rz

h

Δ

ε

dmin

dmax

2zmin

2zmax

Отливка   Точение: черновое     чистовое   тонкое (шлифование)

12,5

5(-)

-     -

-         -     -

-

132,983     130,383     130,083     130,003

132,98     130,38     130,1     130,003

133,98     130,78     130,26     1130,028

-

-

Проверка расчета: TD з – TD д= 975 = 2zo max - 2zo min = 3952 - 2977 = 975 мкм

Таблица 8. Карта расчета припусков на обработку и предельных размеров по технологическим переходам.

Наименование детали – стакан. Материал сталь 40ХЛ. Элементарная поверхность для расчета припуска внутреннее отверстие диаметром 120Н7^(+0,035).

Элементарная поверхность детали и технологический маршрут ее обработки

Элементы припуска, мкм

Расчетный припуск 2z min, мкм

Расчетный максимальный размер, мм

Допуск на изго-товлениеТd, мкм

Принятые (округленные) размеры по переходам,мм

Полученные предельные припуски, мкм

Rz

h

Δ

ε

dmax

dmin

2zmin

2zmax

Отливка Точение:   черновое     чистовое   тонкое (шлифование)

10(-)

-     -

-         -     -

-

116,515     119,115     119,955     120,035

116,5     119,1     119,90     120,035

115,3     118,8     119,8

-

-

Проверка расчета: Tdз –Tdд =1200-35=2zmax-2zmin=4700-3535=1165

Определяем номинальные размеры и допуски на изготовление остальных поверхностей опытно-статическим методом по таблицам [9]. На рассчитанные размеры номинальные размеры определяем по приведенным выше формулам. Все полученные данные заносим в таблицу 9.

Таблица 9. Операционные размеры поверхностей по переходам.

Размер готовой детали и допуск на его изготовление,мм	Операционные размеры и допуски на их изготовление
Тонкое точение, шлифование, мм	Чистовое точение, мм	Черновое точение, сверление, мм	Отливка, мм
Æ142±1	-	-	-	Æ142±1
Æ130k6()	Æ130k6()	Æ130,26(-0,16)	130,78(-0,4)	Æ142±1
Æ120Н7(^+0,035)	Æ120Н7(^+0,035)	Æ119,8(^+0,12)	Æ118,8(^+0,3)	Æ115,3(^+1,2)
Æ110±0,8	-	-	-	Æ110±0,8
Æ87±0,8	-	-	-	Æ87±0,8
Æ80Н8(^+0,046)	Æ80Н8(^+0,046)	Æ79,8(^+0,12)	Æ78,8(^+0,3)	Æ75,3(^+1,2)
76(-0,1)	-	76(-0,1)	76,5(-0,3)	79,6(-1,1)
65H8(^+0,046)	65H8(^+0,046)	64,2(^+0,2)	63(^+0,3)	-
32h11(-0,16)	32h11(-0,16)	32,2(-0,1)	32,8(-0,25)	36,2(-1,0)
29(-0,52)	-	29(-0,52)	30(-0,25)	32,2±0,9
23,5±0,2	-	23,5±0,2	22,8(-0,21)	-
22(-0,28)	22(-0,28)	21,9(-0,14)	21(^+0,5)	-
Æ12(^+0,43)	-	-	Æ12(^+0,43)	-
Æ10±0,5	-	-	Æ10±0,5	-
Æ10(^+0,9)	-	-	Æ10(^+0,9)	-
Æ9(^+0,5)	-	-	Æ9(^+0,5)	-
8±0,5	-	-	8±0,5	-
5,5h12(-0,12)	5,5h12(-0,12)	5,8(-0,16)	6,5(-0,21)	-
3±0,3	-	3±0,3	3,2(^+0,3)	-
3±0,12	-	3±0,12	3,2(^+0,4)	-

Требования по точности отливок для всех видов сплавов регламентируются ГОСТ 26645–85. Под точностью изготовления отливок понимается степень отклонения их геометрических размеров и массы от номинальных значений.

Определим шероховатость поверхности заготовки по степени точности поверхности отливки (табл. 5 и 6 [9]). Наибольший габаритный размер для выбора – 142 мм; степень точности поверхности отливки – 11, шероховатость поверхности Rа=20 мкм.

Наносим на контур детали размеры заготовки с учетом сопряжений в образовавшихся переходах чернового контура заготовки – отливки, используя данные приложения 1 [9].

Тонкими линиями изображаем контуры чертежа детали, а основными – контуры полученного чертежа заготовки – отливки. Проставляем требуемые размеры и шероховатость поверхностей. После определения размеров заготовки подсчитаем ее массу и получим: К_им=М_д/М_з=2,1/3,59=0,59;

Т. е. при изменении способа литья, расчете припусков расчетно-аналитическим методом уменьшилась масса заготовки и соответственно увеличился коэффициент использования материала.

Чертеж отливки предоставлен на отдельном листе формата А2 (см. приложение).

7. Разработка операционной технологии

7.1 Определение содержания и последовательности выполнения

технологических переходов

Число необходимых переходов для каждой операции определяем на основе таблиц экономической точности [5]. Так как при обработке детали используются станки с ЧПУ, то дополнительно определяем координаты опорных точек.

Дата добавления: 2015-06-28