технологический анализ изделия

1.Анализ исходных данных
1.1.Назначение и конструкция детали.
Конструкция представлена одной фронтальной проекцией, представлена полно и дополнений не требует.
Для анализа технических требований выполним разбивку детали на
составляющие поверхности и объединим их в группы (см. рис. 1.1):
основные – 2, 3, 13, 14;
вспомогательные – 4;
свободные – 1, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 1516, 17, 18, 19.
Основные – поверхности, с помощью которых определяют положение детали в изделии.
Вспомогательные – поверхности, с помощью которых определяют положение присоединяемых деталей относительно рассматриваемой.
Свободные – поверхности, не соприкасающиеся с поверхностями других деталей.




Рис.1.1- Технологическая разметка поверхностей.

Деталь «зубчатое колесо» представляет собой тело вращения с внутренним отверстием и предназначена для передачи крутящего момента. Деталь имеет зубчатый венец с модулем m=4 и числом зубьев и числом шпоночных пазов z=1. Боковая поверхность шлицев в сочетании с плоскостью торца является основной конструкторской базой, с помощью которой определяется положение шестерни на валу. Поверхность зубьев подвергается цементации с последующей закалкой и отпуском. Применение цементации позволяет повысить твёрдость и износостойкость исполнительной поверхности.
Деталь изготавливается из легированной среднеуглеродистой стали 40X ГОСТ 4543-71. Механические свойства и химический состав стали 40X приведены в таблицах 1.1 и 1.2.
Таблица 1.1 – Механические свойства стали 40X
Предел
прочности , Мпа
Предел текучести , Мпа
Относительное
Удлинение
, %
Ударная
вязкость
, Дж/см2
Твёрдость (по Бринелю)
не более,HB
980 785 10 160 217

Таблица 1.2 – Химический состав стали 40X в процентах
C
(углерод) Cr
(хром) Ni
(никель) Mn
(марганец) Si
(кремний) P
(фосфор) S
(сера) Cu
(медь)
0,36- 0,44 0,8 – 1,1 До 0,3 0,5 – 0,8 0,17- 0,37 до 0,035 до 0,035 до 0,3


Добавка хрома и никеля существенно повышает твердость, коррозийную стойкость, химическую стойкость сплава, а так же вязкость.

1.2. Технологические требования.
1.2.1. Размеры.
Размеры представлены полно и доработок не требуют.
1.2.2. Расположение поверхностей.
Необходимо добавить требования по качеству обработки торцов.
1.2.3. Форма поверхностей.
Для всех трех групп поверхностей требования представлены полностью, никаких дополнений и поправок не требуется.
1.2.4. Шероховатость поверхностей.
Шероховатость групп и отдельных поверхностей соответствует действующему ГОСТ (ГОСТ 2.309-73(2003)).
Необходимо обеспечить твёрдость материала по объёму 257…258 НВ, что примерно на 30% выше твёрдости материала в состоянии поставки.
Внесем корректировки в технические требования для пунктов 1 и 3.
После обработки все поверхности подвергнуть химическому оксидированию с промасливанием
Зубья подвергнуть закалке ТВЧ на глубину 1,8…2,2 мм с последующим низким отпуском до HRCЭ 50…55

1.3. Анализ технологичности конструкции детали.
Под технологичностью понимается совокупность свойств изделия, определяющих экономичность его изготовления, эксплуатации и ремонта для заданных показателей качества и объема выпуска.
Зубчатое колесо относится к деталям класса тел вращения, имеет центральное отверстие. Конструкция является достаточно жесткой в осевом и радиальном направлении, это означает, что при изготовлении детали могут быть использованы нормативные режимы резания без их уменьшения. Деталь имеет хорошие базовые поверхности: центральное отверстие, торцы и наружную цилиндрическую поверхность. Это обстоятельство позволяет использовать относительно несложные станочные приспособления на операциях механической обработки.
Цилиндрические поверхности относятся к простым. Основные поверхности можно предварительно обработать резцами.
Форма детали не вызовет трудностей при получении заготовки. Конструкция детали позволяет получить заготовку, форма и размеры которой будут приближены к форме и размерам детали.
Деталь, с точки зрения механической обработки, по наиболее ответственным поверхностям является мало технологичной, так как операция изготовление шпоночного паза и нарезание зубьев производится малопроизводительными способами – долблением и зубонарезанием с контролем достаточно сложных поверхностей.

2. Определение типа производства

Согласно данным источника [4] ( масса до 20 кг, 500 шт/год) определяем, тип производства - среднесерийное. Тип технологического процесса – единичный.
Таблица 2.1 - Годовая программа выпуска деталей по типам производств
Тип
Производства Годовой объем выпуска деталей
одного наименования, шт
легкие,
до 20 кг средние,
20...300 кг тяжелые,
более 300 кг
Единичное До 100 До 10 1...5
Мелкосерийное 101...500 11...200 6...100
Среднесерийное 501...5000 201...1000 101...300
Крупносерийное 50001...50000 1001...5000 301...1000
Массовое Свыше 50000 Свыше 5000 Свыше 1000

Мелкосерийный тип производства является промежуточным типом, т.к. имеет особенности и единичным и крупносерийного производства. Для этого типа производства характерны следующие черты.
Форма организации производственного процесса переменно поточная или групповая . Коэффициент закрепления операций
20 Кз.о. 10.
Степень детализации проектирования - операционная.
Построение операций - обработка многоместная или одноместная с непрерывной или раздельной установкой.
Метод обеспечения точности - настройка статическая по пробным деталям или комбинированная.
Оборудование универсальное и специализированное, станки с ЧПУ, гибкие модули.
Оснастка - сборно-разборные приспособления (СРП), специализиро-ванные наладочные приспособления (СНП).
Технологическая документация – маршрутно-операционная.
Квалификация персонала – средняя.
2.1. Выбор основных параметров двигателя
Мощность Nе, угловая скорость вращения коленчатого вала w, тактность t и, условия работы дизеля задаются консультантом проекта. В процессе проектирования, по согласованию с консультантом при наличии соответствующих обоснований заданные величины могут быть откорректированы.
Эффективная мощность двигателя М 150 кроме угловой скорости и тактности зависит от величин среднего эффективного давления Ра, реализуемого при рассматриваемом режиме работы, рабочего объема цилиндра Vh и числа цилиндров Z . При проектировании дизелей величины, определяющие их эффективную мощность, выбираются с учетом опыта эксплуатации ухе построенных двигателей, а также весовых и габаритных ограничений, выдвигаемых специфическими условиями работы проектируемого двигателя.