ВСТУП
Машинобудування – це найважливіша галузь промисловості. Її продукція це машини різного призначення, які доставляються усім галузям народного господарства. Розвиток машинобудування – це основа техніко-економічної незалежності країни. Провідне місце в рості економіки країни належить тим галузям машинобудування, що забезпечують матеріальну основу технічного прогресу всіх галузей народного господарства. Зараз машинобудування має могутню виробничу базу і випускає більше 4-ї частини всієї промислової продукції країни.

Швидкий ріст машинобудування – важливої гілки промисловості – визначає темпи переоснащення народного господарства новою технікою і викликає необхідність подальшого вдосконалення технології машинобудування.

Однією з головних задач машинобудування являється: вивчення закономірностей протікання технологічних процесів; вплив різних параметрів на них, якими можна інтенсифікувати виробництво, підвищити його точність і якість.

Для вирішення цієї задачі значне місце займають створення та випуск високопродуктивних машин і обладнання великої потужності, застосування нової техніки і матеріалів, прогресивної технології і систематизації машин для комплексної автоматизації і механізації виробництва.

У зв’язку із цим велику увагу необхідно приділяти розробці, освоєнню і застосуванню прогресивних, високоефективних технологічних процесів, композиційних матеріалів, зниженню металоємкості виробів, економії томливо-енергетичних ресурсів, автоматизації технологічних процесів, підвищенню їх надійності та якості.

Одним із показників економічно-раціональної підготовки виробництва є скорочення термінів проведення всього підготовчого та виробничого циклів. Виконання цієї умови в значній мірі залежить від складу і кількості верстатних пристосувань, що знижують трудомісткість виготовлення продукції і підвищують її якість. Знання усіх цих закономірностей являється основною умовою раціонального проектування технологічних процесів і використання електронно-обчислювальних машин.






1. ЗАГАЛЬНИЙ РОЗДІЛ
1.1 Короткі відомості про деталь
Технічні вимоги до виготовлення деталі

Проаналізувавши робоче креслення деталі “Палец шнека”, я визначив, що:

-     деталь “Палець шнека” виготовляється на ВАТ Полтавамаш, номер заводського креслення К7-ФВП-200.04.001;

-     деталь відноситься до класу валів;

-     деталь по класифікатору має код 715322;

-     деталь “Палец шнека” призначена для передачі крутного моменту за рахунок лисок;

-     дана деталь витримує слідуючи навантаження в процесі експлуатації:

а)   навантаження кручення;

б)  навантаження розтягування;

-     деталь являється складовою частиною циліндричного редуктора.

Аналіз технологічних умов до виготовлення деталі. Точність розмірів.

Найвищий квалітет точності має зовнішня поверхня шийок валу D=55 з квалітетом точності К6.

Точність геометричної форми: радіальне биття.

Твердість деталі: 45…50 HRC₃ , мають зуб’я.

Найнижча шорсткість поверхонь:Ra=1,6 мкм.

Ескіз деталі “Палець шнека” з нумерацією поверхонь представлений на рисунку 1.

Характеристика поверхонь деталі “Палець шнека” представлена в таблиці 1.






Таблиця 1

Характеристика поверхонь деталі “Палець шнека”

Поверхня			Точність, квалітет		Граничні відхилення, мм		Шорсткість, мм
№		Назва, розміри
Діаметри
1		Сквозний отвір Æ9	7		+0,018		Ra 3,2
2		Зовнішня циліндрична поверхня Æ28f7	7				Ra 1,6
3		Зовнішня циліндрична поверхня Æ36е8	8				Ra 1,6
4		Канавка Æ36h14	14		-0,74		Ra 6,3
5		Зовнішня циліндрична поверхня Æ50h6	6		-0,016		Ra 1,6
6		Зовнішня циліндрична поверхня з різьбою М42-8g	8		0		Ra 3,2
Поверхня				Точність, квалітет	Граничні відхилення, мм	Шорсткість, мм
№	Назва, розміри
7	Зовнішні лиски Æ29d10			10		Ra 3,2
Довжини
8,9	Торець 245h14			14	-1,3	Ra 12,5
10,11	Торець 60h14			14	-1	Ra 6,3
12,13	Торець 103h14			14	-0,96	Ra 6,3
14,15	Торець 95h14			14	-0,87	Ra 6,3
16,17	Торець 52h14			14	-0,82	Ra 6,3
18,19	Торець 30h12			12	-0,74	Ra 6,3
Інші розміри
20	Фаска			±	–	Ra 6,3
21	Фаска			±	–	Ra 6,3
22	Галтель R3			±	–	Ra 6,3

Рисунок 1 – Ескіз деталі “Палець шнека” з нумерацією поверхонь

1.2 Матеріал деталі і його хімічні та механічні властивості
Деталь “Палець шнека” виготовляється із матеріалу Сталь 40Х13ГОСТ5632-72. Сталь 40Х13 – конструкційна сталь з вмістом вуглецю 0,40 та хрому 0,13. Ця марка сталі призначена для виготовлення деталей загального машинобудування, що витримують високі навантаження. Хімічний склад сталі 40Х13ГОСТ5632-72 і механічні властивості приведені відповідно в таблиці 2 і таблиці 3.
Таблиця 2

Хімічний склад сталі 40Х13ГОСТ5632-72, у %.

Вуглець, С	Кремній, Si	Марганець, Mn	Хром, Cr
0,36-0,44	0,17-0,37	0,50-0,80	0,8-1,1

Таблиця 3

Механічні властивості сталі 40Х13ГОСТ5632-72.

Твердість по Брінеллу, НВ	Межа міцності, кГс/мм2	Відносне подовження, d,%	Відносне звуження, y
207	470	17	6

Обґрунтування вибору матеріалу

Деталь “Палець шнека” витримує важкі навантаження, під час експлуатації працює на скручення, розтягування, тому матеріал, з якого виготовлена ця деталь, повинен відповідати експлуатаційним вимогам, які пред’являються до цієї деталі: стійкість, довго тривалість.

Сталь 40Х13 володіє наступними властивостями: конструкційна сталь призначена для виготовлення важко навантажених деталей загального машинобудування, деталей середніх та крупних розмірів, до яких пред’являються вимоги високої поверхневої твердості та підвищеної зносостійкості. При вимозі підвищеної міцності серцевини виробу (середніх розмірів) матеріали повинні бути покращені перед закалюванням з підігрівом і т.д.

Висновок: матеріал деталі Сталь 40Х13ГОСТ5632-72 відповідає експлуатаційним вимогам, які пред’являються до цієї деталі.
1.3 Аналіз технологічності і конструкції деталі
Аналіз технологічності і конструкції деталі здійснюємо за якісною та кількісною оцінками.

Якісну оцінку проводимо в такій послідовності:

-     деталь “Палець шнека” відноситься до класу валів;

-     деталь складається з поверхонь обертання (зовнішніх та внутрішніх), торцевих, фасонних та поверхонь отворів, які не потребують складної форми заготовки;

-     для обробки даної деталі потрібні пристосування в невеликій кількості, ріжучий та вимірювальний інструмент.

-     деталь “Палець шнека” має відносно просту форму, міцну і жорстку конструкцію;

-     усі поверхні деталі вільно доступні для обробки.

Висновок: за якісною оцінкою деталь можна вважати відносно технологічною.

Кількісну оцінку здійснюють за коефіцієнтом уніфікації, який визначається за формулою (1)
 (1)
де Q_уе – кількість уніфікованих елементів конструкції деталі;

Q_ке – кількість конструктивних елементів конструкції деталі.

Кількість уніфікованих елементів конструкції деталі визначається за формулою (2)




Q_ye=Q_ке-Q_нуе (2)
де Q_нуе – кількість не уніфікованих елементів конструкції деталі.

Визначаємо кількість уніфікованих елементів конструкції деталі за робочим кресленням.
Q_уе=22
Не уніфіковані елементи – ті, які обробляються не стандартним інструментом. Q_нуе=1.
Q_уе=22-1=21


Деталь вважається технологічною, коли коефіцієнт уніфікації > 0,6.

К_у>0,6.

Висновок: так як в нашому випадку ця нерівність дотримується, К_у=0,9>0,6, то деталь “Палець шнека” можна вважати технологічною. Здійснюємо аналіз технологічності і конструкції деталі на точність розмірів і шорсткість поверхні. Так як всі розміри не нижче 6 квалітету. Шорсткість обробляємих поверхонь не потребує оздоблювальних операцій.

Висновок: за кількісною оцінкою деталь “Палець шнека” можна вважати технологічною.

Висновок кінцевий: на підставі якісної та кількісної оцінок деталь “Палець шнека” вважати технологічною.

палець шнек матеріал конструкція




2. ТЕХНОЛОГІЧНИЙ РОЗДІЛ
2.1 Визначення типу виробництва
Тип виробництва визначається на підставі річного об’єму випуску деталі і маси деталі, користуючись відомостями таблиці 3.1 /1, с.24/. Річний об’єм випуску деталі “Палець шнека” згідно з завданням складає N=25000 шт., а маса деталі за робочим кресленням m=2,46 кг.

На підставі відомостей таблиці 2.1 тип виробництва попередньо є крупносерійним. Після визначення типу виробництва обираємо відповідно цьому типу організаційну форму. Для крупносерійного виробництва визначається такт випуску за формулою (2.1)
 (2.1)
де Ч – кількість змін на добу, Ч=1

F_д – ефективний річний фонд випуску деталей, розраховується за формулою (3.2)
F_д=(Д_к-Д_св-Д_в)ĥТ_змĥК₁ĥК₂ (2.2)
Д_к=366 днів

Д_в=98 днів

Д_св=7 днів

Т_зм – тривалість однієї зміни, 8 год.

К₁ – коефіцієнт який враховує витрати часу на ремонт обладнання, К₁=0,93

К₂ – коефіцієнт, який враховує регламентовані перерви, К₂=0,95

N – річний об’єм випуску деталей, N=25000 шт.

F_д=(366-98-7)ĥ8ĥ0,93ĥ0,95=1844,7


2.2 Вибір виду і методу одержання заготовки
Заготовка для деталі “Палець шнека”на заводі ВАТ “Полтавамаш” одержується з круглого прокату. Для визначення раціонального методу одержання заготовки розглядаємо два варіанти одержання заготовки “Палець шнека”

1. Прокат

2. Гаряче штампування

Розглянемо перший варіант.

Прокат виготовляють на машинобудівних заводах. Він є найпростішою формою одержання заготовок, але має певні недоліки:

1. Великі припуски на обробку, якщо вал має ступінчасту форму.

2. Багато відходів.

3. Великі витрати металу.

4. Велика трудомісткість при механічній обробці.

Переваги:

1. Простота використання.

2. Простота порізки.

3. Відносна дешевизна.

На мій погляд цей вид заготовки є не економічним, тому я пропоную отримувати заготовку методом гарячого штампування на горизонтально-ковочній машині. Цей метод дає змогу отримувати заготовку максимально наближену за формою до форми деталі, що гарантує:

1. Невеликі припуски на обробку внаслідок високої точності штампування.

2. Низьку трудоємкість при механічній обробці.

3. Крім того структура металу буде покращена за рахунок ущільнення металу, зниження металоємкості, вартість заготовки буде знижено.

Для того, щоб впевнитися у вірності моїх припущень, потрібно здійснити техніко-економічний розрахунок.
2.3 Техніко-економічне обґрунтування вибору заготовки
Техніко-економічне обґрунтування здійснюємо за двома оцінками:

1. За коефіцієнтом використання матеріалу.

2. За собівартістю заготовки.

Розглянемо заготовку за 1 варіантом.

Ескіз заготовки з прокату представлений на рисунку 2.