ОТМ

Введение

Разработка технологических процессов механической обработки на металлорежущих станках базируется на общих принципах и закономерностях технологии машиностроения. Надлежащее качество обрабатываемого изделия обеспечивается применением специальных методов контроля исходных материалов, методами и режимами механической, термической, термохимической обработки и методами построения технологического процесса. Эффективность работы машиностроительного комплекса предопределяется возможностями и темпами опережающего развития машиностроительной промышленности. Опыт работы промышленности показывает, что рациональное использование современных станков, оснащенных ЧПУ и микропроцессорными системами, улучшение показателей использования ГПС во многом зависит от вида и качества механической обработки изделия.
Высокая стоимость станочных современных систем ставит жесткие требования о необходимости высокопроизводительной обработки детали на повышенных режимах резания. Только в этом случае обеспечивается экономичность использовании данных систем при соблюдении нормативных сроков окупаемости.
Определенным препятствием повышения качества изделия является несоответствие между возвращающей их сложностью и устаревшими методами и средствами технической подготовки их производства. Этот вопрос не может быть решен путём простого увеличения количества конструкторов и технологов, занятых в сфере подготовки производства. Решение возможно при переходе к качественно новым методам и средствам проектирования на основе математического моделирования.
Перечислим перспективные пути развития машиностроительного производства:
Специализация изделий.
Применение типового технологического процесса при больших партиях деталей и инструмента.
Использование специальных станков, инструментов при изготовлении изделий сложной конфигурации.
Применение специальных приспособлений с пневмосистемами и гидросистемами.
Необходимость улучшения условия контрольных замеров исполнительных размеров для повышения качества.

1 Назначение и конструкция детали
Вал представляет собой тело вращения цилиндрической формы. Контур детали имеет ступенчатый характер. Валы предназначены для передачи крутящего момента, к примеру, от одного зубчатого колеса другому, от одного шкива другому шкиву, от электродвигателя к колесу, т.е. от одной детали к другой. Вал изготавливается из нелегированной специальной конструкционной качественной стали по ГОСТ 1050-2013.

4 Выбор заготовки

Заготовкой типа вала может являться прокат или горячая штамповка.
Стоимость заготовки из проката рассчитывается по формуле:
S_1=M+∑▒C_(о.з)
где М – затраты на материал заготовки, руб.;
– технологическая себестоимость правки, калибрования, разрезки, руб.
С_(о.з)=(С_(п.з)∙Т_(шт-к))/(60∙100)
С_(п.з) – приведенные затраты на рабочем месте;
Т_(шт-к) – штучно-калькуляционное время выполнения заготовительной операции (правки, калибровки, резки)
Штучное или штучно-калькуляционное время tшт.-к рассчитывается по формуле:
t_(шт.к)=(L_рез+у)/S_м ∙φ
где Lрез – длина резания при разрезании проката на штучные заготовки (может быть принята равной диаметру проката Lрез = D) мм;
у – величина врезания и перебега (при разрезании дисковой пилой y=68 мм); SМ – минутная подача при разрезании (SМ = 50 ... 80 мм/мин);
φ – коэффициент, показывающий долю вспомогательного времени в штучном (φ = 1,84 для мелко – и среднесерийного производства; φ = 1,5 для крупносерийного и массового производства).
t_(шт.к)=(45+68)/60∙1,84=3,5 мин
При резке на отрезных станках, работающих дисковыми пилами:
С_(о.з)=(121∙3,5)/(60∙100)=0,071 руб
Затраты на материалы:
М=Q∙S-(Q-q)∙S_отх
где Q – масса заготовки (рассчитывается через объем и плотность материала заготовки), кг;
S – цена 1 кг материала заготовки, руб.;
q – масса детали, кг;
Sотх.. – цена 1 кг отходов, руб.
Длина торцового обрезка зависит от размеров сечения проката и при резке ножницами обычно составляет: L_(о.т)=(0,3…0,5)∙d=0.4∙45=18 мм
Не кратность в зависимости от принятой длины проката
L_нк=L_пр-х∙(L_з+l_р )
где Lпр – длина выбранного проката, мм;
х - число заготовок, изготавливаемых из принятой длины проката, шт;
Lз – длина заготовки, мм;
lp - ширина реза, мм.
Число заготовок, изготавливаемых из принятой длины проката,
x=(L_пр-l_(о.т) 〖-l〗_заж)/(L_з+l_р )
где lо.т – длина торцового обрезка проката, мм;
lзаж – минимальная длина опорного (зажимного) конца, мм.
x=(6000-18-15)/(235+6)=24,8
Принимаем 24 детали.
L_нк=6000-24,8∙(235+6)=23,2 мм
Остаток в 23,2 мм небольшой, что приемлемо.
Q=π∙R^2∙L∙ρ=3,14∙〖0,0225〗^2∙0,241∙7850=3,0 кг
М=3,0∙0,15-(3,0-1,2)∙0,025=0,4 руб
S_1=0,4+0,071=0,471 руб

Расчет стоимости заготовок, полученных штамповкой, выполняется по формуле:
S_2=(C_i/1000⋅Q⋅К_е∙К_с⋅К_в∙К_b∙К_n )-(Q-q)⋅〖S_отх/1000〗_.,
где Сi – базовая стоимость 1 т заготовок, руб.; С_i=373 руб/т;
Q – масса заготовки, кг;
q – масса детали, кг;
Ке – коэффициент, зависящий от класса точности; Ке = 1,0;
Кс – коэффициент, зависящий от степени сложности;
2,95/1,2∙1,5=2,95/1,8=0,61, степень сложности С2, Кс = 0,84;
Кк – коэффициент, зависящий от массы заготовки; Кк =1,14;
Кb – коэффициент, зависящий от марки материала: Кb = 1,0;
Кп – коэффициент, зависящий от объема выпуска заготовок; Кп = 1,0;
Sотх.. – цена 1 кг отходов, руб.
S_2=(373/1000⋅1,8⋅1,0∙0,84⋅1,14∙1,0∙1,0)-(1,8-1,2)⋅〖25/1000=0,63руб〗_.,
Экономический эффект:
Э_заг=(S_2-S_1 )∙N,
где S1 и S2 – стоимость заготовки по базовому и проектируемому вариантам соответственно;
N – годовой объем выпуска деталей.
Э_заг=(0,63-0,471)∙3000=477 руб.
Получается, что при заготовке из проката расходов меньше – это если отрезать заготовки на станках. А если резать заготовки на ножницах, то приведенные затраты будут намного больше и получится выгодней штампованные заготовки.

5 Разработка маршрутного технологического процесса
5.1 Выбор баз
В зависимости от сложности изготавливаемой детали возможны несколько вариантов базирования.
Заготовку базируют на черновые (необработанные) поверхности и при одной установке за одну операцию выполняют ее полную обработку (обработка на станках-автоматах, агрегатных, на станках с ЧПУ типа «обрабатывающий центр»).
Заготовку базируют на черновые поверхности, производя обработку поверхностей, которые далее используются как чистовые несменяемые базы. Обработку заготовок выполняют за несколько установов.
При выборе технологических баз стремятся к более полному соблюдению принципа совмещения баз. Соблюдение принципа постоянства баз содействует повышению точности взаимного расположения обрабатываемых поверхностей заготовки. При вынужденной смене баз нужно переходить от менее точной базы по размерам, форме и расположению к более точной.

Базирование на первой операции будет производиться по следующей схеме (по ГОСТ 3.1107-81):
Операция 005. Фрезерно-центровальная