Вариант №7 деталь типа «Втулка»
Задание:
Рассчитать припуски расчетно-аналитическим и опытно-статистическим методами. Выбрать горячекатаный прокат и разработать конструкцию заготовки из проката кратной длины для втулки. Материал - сталь - 45. Годовая программа 12000 штук.
Опытно-статистический метод
Расчетной ступенью для определения диаметра проката является поверхность, имеющая максимальный диаметр – ш36h7 и шероховатость Ra=1,25 мкм. Отрезку проката выбираем с помощью резца. По табл. 11 назначаем припуски на механическую обработку наружной поверхности расчетной ступени для Ra=1,25 мкм, а по табл. 12 - припуски на механическую обработку торцевых поверхностей для Ra=10 мкм, которые заносим в таблицу.
Диаметр расчетной ступени, мм | Припуски (на диаметр) для наружный поверхностей, мм | Припуски (на сторону) для торцевых поверхностей, мм |
36h7 | 6,0 | 2,3 и 2,3 |
Рассчитаем размеры заготовки из проката:
- на наружный диаметр расчетной ступени ш36h7 назначаем припуск на диаметр 6,0 мм. Расчетный размер - 36 +6,0=42мм.
По табл. 1 выбираем сталь горячекатаную круглую ГОСТ 4543-71 обычной точности: 
.
- на торцевые поверхности втулки назначаем припуски:
со стороны ш36h7 -2,3 мм, с другой стороны -2,3 мм.
Общая длина заготовки:
32+2,3+2,3 =36,6 мм.
По таблице 13 назначаем квалитет и основное отклонение на длину заготовки - h14. Линейный размер заготовки из проката - 37-0.74.
Шероховатость наружных и торцевых поверхностей заготовки Ra принимаем 40 мкм.
Кривизна профиля проката обычной точности при длине заготовки 37 мм составляет 37·0,5 = 13,5 мкм (табл. 14)
Чертеж заготовки из проката для втулки показан на рис. 1.
В том случае, если в качестве заготовки выбирается сортовой прокат мерной или немерной длины чертеж заготовки из проката будет иметь вид, как показано на рис. 2.
Расчетно-аналитический метод
Назначение маршрута механической обработки поверхностей.
Маршрут механической обработки наружных цилиндрических поверхностей втулки, имеющей максимальный диаметр – ш36h7, шероховатость Ra=1,25 мкм и изготовленной из проката, назначаем по табл. 5 и 6.
Вид и характер механической обработки | Квалитет точности | Параметр шероховатости Ra, мкм |
Точение черновое | 12 | 10 |
Точение чистовое | 9 | 5 |
Термообработка | ||
Шлифование черновое или однократное | 8 | 1,25 |
Расчет межоперационные припуски и межоперационных размеров.
С учетом специфики обработки тела вращения в трехкулачковом патроне величину припуска Zi рассчитывают по формуле (4):
;
Расчет начинают с последней операции – шлифования однократного.
2.1. Определение припуска на шлифование однократное и межоперационного размера после чистового точения.
По таблице 7 выбираем значения Rz, получаемые на предыдущем переходе, т. е. после чистового точения Rz = 10 мкм.
Глубина дефектного слоя равна h=0, т. к. перед шлифованием была проведена термическая обработка заготовки
По таблице 8 находим удельную кривизну оси цилиндрической заготовки после чистового точения ∆к = 0, 2 мкм/мм.
.
Погрешность установки заготовки при её закреплении в оправке категории В на круглошлифовальной станке после чистового точения выбираем по табл. 9
е = 38 мкм
Допуск после чистового точения заготовки, выполненной по 9 квалитеты равен ТА= 62 мкм (приложение 1)
Межоперационный припуск на однократное шлифование равен:
Z = 2(10+0+
62 = 160 мкм.
Межоперационный размер равен:
А = 36 + 0,168 = 36,16.
2.2. Определение припуска на чистовое обтачивание и межоперационного размера после чернового обтачивания.
По таблице 7 Rz = 40 мкм; h =60 мкм после чернового обтачивания.
По таблице 8 ∆к = 0, 2 мкм/мм
.
Поскольку чистовое точение производится без переустановки заготовки, погрешность установки принимаем равной е=0.
Допуск после чернового точения заготовки, выполненной по 12 квалитету равен ТА= 250 мкм (приложение 1)
Z = 2(40+60+8,4)+250 = 466,8 мкм
Межоперационный размер оси после чернового обтачивания:
A = 36,16 + 0,466 = 36,626 мкм
Определение припуска на черновое точение требуемого размера заготовки из проката.
Для стального проката обычной точности по таблице 7
Rz = 150 мкм; h =200 мкм
По таблице 8. ∆к = 1 мкм/мм
Погрешность установки е при закреплении заготовки в трехкулачковый патрон категории Н находим по табл. 9. е = 400 мкм
Допуск на стальной прокат обычной точности выбираем из табл. 1.
равным 
(для наружной цилиндрической поверхности учитывается только минусовая составляющая допуска 
)
Z = 2(150+200+
) + 700 = 2202 мкм
Размер заготовки из проката находим как:
Азаг = 36,16 + 2,202 = 38,362
Общий припуск на обработку равен:
Zo = 2,212 + 0,466 + 0,16 = 2,838
3. По табл. 1 выбираем сталь горячекатаную круглую ГОСТ 4543-71 обычной точности: Ш
.
Полученные значения заносим в таблицу.
№ п/п | Вид исходной заготовки и технологические переходы обработки расчетной ступени | Квалитет и поле допуска | Элементы припуска, мкм | Межоперационный припуск, Zi (мкм) | Размер заготовки и межоперационный размер, Аi (мм) | ||||
Rzi | hi | ДУi | еi | TAi | |||||
1. | Прокат обычной точности | h16 | 150 | 200 | 32 | 700 | 38,362 | ||
2. | Точение черновое | h12 | 40 | 60 | 16 | 400 | 250 | 2202 | 36,626 |
3. | Точение чистовое | h9 | 10 | 0 | 16 | 0 | 62 | 466 | 36,16 |
4. | Шлифование однократное после термообработки | h7 | 5 | 0 | --- | 38 | 160 | 36 |
4. Экономическая эффективность.
Воспользуемся данными из:
опытно-статистического метода - горячекатаная сталь Ш 42
расчетно-аналитического метода – горячекатаная сталь Ш 39
4.1 По данным компании горячекатанные прокаты, Ш 39 и Ш 42 мм из Стали 45, в прайс-листе отсутствуют. Тогда выбираем из прайс-листа приближенные прутки из Стали 45 Ш40 и Ш45.
4.2. Далее обращаемся к сортаменту на стали горячекатаные круглые изготавливаемые согласно ГОСТ 4543-71. Выбираем стали Ш40 и Ш45 и находим их массу (кг) на 1 метр длинны:
Ш40 – 9,86
Ш45 – 12,48
4.3. Длина нашей заготовки составляет 0,073 метра умножая на годовую программу выпуска 12 000 штук получаем требуемое количество метров прутка для изготовления годовой программы выпуска:
876 метров для изготовления 12 000 изделий.
4.4. Для выполнения годовой программы выпуска 12 000 штук потребуется масса прутков равная:
Для Ш40 – 876*9,86=8,63736 тонн
Для Ш45 – 876*12,48=10,93248 тонн
Округляем до целых чисел в большую сторону.
4.5 Тогда, учитывая стоимость по прайс-листу, равную 16790 рублей за 1 тонну продукции получим:
Для Ш40 – 9*16790=151 110 рублей
Для Ш45 –11*16790=184 690 рублей
4.6 Экономия составляет:
184690-151110= 33580 рублей
Вывод: по данным экономической эффективности лучше использовать расчетно-аналитический метод.
