2.2 Анализ технологичности конструкции

Деталь «Шестерня ведущая» изготовляется из стали 18ХГТ ГОСТ 4543-71, поэтому конфигурация наружного контура и внутренних поверхностей не вызывает значительных трудностей при получении заготовки.

Точность элементов и шероховатость поверхностей детали не требует специальных методов и способов обработки и может быть достигнута на серийно-выпускаемом оборудовании.

Отверстие в заготовке можно получить при помощи сверления, а затем производительным методом - протягиванием. Наличие фасок и канавок в детали облегчает условия обработки, установку детали в приспособлении, а также сборку узла.

Конструкция детали имеет свободный доступ для подрезки торцов, что позволяет использование многорезцового полуавтомата на токарной операции.

Расположение шести сквозных отверстий Ø16Н14^(+0,43)мм допускает многоинструментальную обработку. В качестве технологической базы принимаем внутренний элемент вращения Ø55Н7^(+0,03)мм, что позволяет использовать правило совмещения баз, так как этот элемент является и конструкторской и измерительной базой. С точки зрения механической обработки шестерни технологичны, так как операции нарезания зубьев со снятием стружки производятся в основном производительными методами.

Исходя из выше сказанного, будем считать что деталь «Шестерня ведущая» в целом достаточно технологична.

2.3 Выбор метода и способа изготовления исходной заготовки

Правильный выбор заготовки оказывает непосредственное влияние на возможность рационального построения технологического процесса изготовления как отдельных деталей, так и машины в целом, способствует снижению удельной металлоемкости машин и уменьшению отходов.

Материалом детали является сталь 18ХГТ (легированная сталь). Эта сталь не является литейной, и метод получения заготовки способом отливки исключается. Заготовка может быть получена способом горячей ковки или горячей штамповки.

Горячая ковка может быть использована для единичного производства. Она дает большие припуски на механическую обработку, что ведет к излишнему перерасходу металла, увеличивает время на механическую обработку.

Горячая штамповка может производиться на кривошипных прессах, на молотах и ГКМ. С учетом реальных производственных условий сравниваем два метода получения заготовки.

Горячая штамповка на кривошипных прессах (ГШКП) появилась значительно позже штамповки на молотах, однако ее применение расширяется, особенно в серийном и массовом производстве. Штамповка на ГШКП по сравнению с молотовой имеет ряд преимуществ:

• обеспечивается более высокая степень поковок (припуски и допуски на 20-25% ниже) и экономия металла (расход металла снижается на 10-15%);

• отсутствуют смещения поковок по плоскости разъема;

• производительность ГШКП на 30-50% выше производительности молота, что объясняется осуществлением деформации в каждом ручье штампа за один ход пресса, а также широкими возможностями автоматизации пресса;

• для ГШКП характерна спокойная безударная работа; облегчается она тем, что не нужно регулировать энергию удара, ниже уровень шума;

• по расходу энергии ГШКП более экономичны, чем молоты; КПД пресса в 2-4 раза выше, чем у молота;

• на ГШКП можно широко применять штамповку выдавливанием, что расширяет номенклатуру изготовляемых поковок;

• как правило, используется электрический нагрев исходной заготовки, обеспечивающий минимальное образование окалины.

Недостатки штамповки на ГШКП:

• меньшая универсальность по сравнению с молотами (на ГШКП нельзя применить протяжку);

• необходимость тщательной очистки заготовок от окалины, так как при штамповке за один ход пресса окалина заштамповывается в поковку;

• штампы на ГШКП сложнее молотовых;

• стоимость ГШКП выше стоимости молота.

Заготовки полученные на ГШКП или на молотах не вызовут изменений в технологическом процессе механической обработки (увеличения трудоемкости), так как токарная обработка детали будет производится на многорезцовом полуавтомате, где основное время берется по лимитирующей позиции.

Предпочтение следует отдать заготовке, характеризующейся лучшим использованием металла и меньшей стоимостью.

По [1] стоимость заготовок, получаемых такими методами, как горячая штамповка на молотах, прессах, ГШКП, а также электровысадкой, можно определить по формуле:

где С_i -.базовая стоимость 1 тонны заготовок, руб.; Q - масса заготовки, кг;

q - масса готовой детали, кг; S_0TX - цена 1 тонны отходов, руб.

k_Т , k_С , k_{В ,} k_М , k_П - коэффициенты, зависящие от класса точности, группы сложности, массы, марки материала и объема производства заготовок.

Стоимость заготовки, полученной на ГШКП, определяется формулой:

где С_i = 12000 руб.; Q = 18,4 кг; q = 7,28 кг; S_отх = 400 руб.; k_Т = 1,0; k_С =0,88; k_В =0,79; k_М =l,27; k_П = l,0.

Тогда

Стоимость заготовки, полученной на молоте, определяется формулой:

где С, = 11000руб.; Q= 16,3 кг; q = 7,28 кг; Sотх = 400 руб.; k_Т = 1,0; k_С = 0,88; k_В = 0,79; k_М = 1,27; k_П = l,0.

По результатам расчета получаем, что стоимость заготовки на ГШКП меньше чем на молоте. Поэтому, заготовку изготавливаем горячей штамповкой на кривошипных прессах.

Экономический эффект от принятого метода получения заготовки можно определить по формуле:

Э_З = (S_{ЗАГ 2} - S_{ЗАГ 1}) N руб.,

где S_{ЗАГ 2} , S_{ЗАГ 1} - стоимость сопоставляемых заготовок, руб., N - годовая программа, N = 4000 шт.

Тогда экономический эффект составит

Э₃ = ( 194,9 - 154, 6) 4000 = 161380 руб.

Эскиз заготовки представлен на рисунке 2.

Рисунок 2 – Заготовка (штамповка ГШКП)