Деталь  крышка 3520-4209008 из серого чугуна марки  СЧ 20 входит в сборочный узел 3520-4209030 СБ под названием вал. Эта сборочная единица входит в сборку 3520-4209010 редуктор переднего вала отбора мощности (рисунок 1).

     

     Рисунок 1 – Эскиз редуктора 

     Передний  вал отбора мощности служит для передачи крутящего момента двигателя  на механизм привода сельскохозяйственных машин, оборудования, агрегируемого  с трактором (например, косилки).

     Узел 3520-4209030 предназначен для передачи крутящего  момента на вентилятор трактора, который  служит для охлаждения радиатора  трактора и самого двигателя.

     Деталь  крышка 3520-4209008 в сборке является несущим элементом, корпусом, включающим в себя подшипники, вал, манжету, стопорные кольца, а так же сапун (рисунок 2).

     

     Рисунок 2 – Деталь в сборке

     1 – вал, 2 – крышка, 3 – шайба, 4-6 – кольцо, 7 – манжета, 8,9 – подшипник, 11 – сапун

     Весь  сборочный узел воспринимает динамические нагрузки. Подшипники в узле являются шариковыми и испытывают радиальную нагрузку. Вал испытывает нагрузку на скручивание; сапун предназначен для выпуска избыточного давления воздуха.

     Описываемая деталь используется при изготовлении энергонасыщенного колесного трактора БЕЛАРУС-3522. Данная модель предназначена для выполнения энергоемких сельскохозяйственных работ в тяговом и тягово-приводном режимах в составе широкозахватных и комбинированных агрегатов, в том числе при эшелонированной навеске, на основной и предпосевной обработке почвы, посеве зерновых и других культур, заготовке кормов, уборке корнеплодов, зерновых и технических культур; для выполнения транспортных, погрузочно-разгрузочных работ, стационарных работ, строительстве и промышленности.

     Беларус-3522 шестого тягового и тягово-приводного класса в сцепке с широкозахватными и комбинированными агрегатами, в  том числе при эшелонированной  навеске, за один проход способен одновременно рыхлить почву, сеять, вносить минеральные  удобрения. На тракторе применен шестицилиндровый четырехтактный дизельный двигатель  Deutz экологического требования Stege IIIA жидкостного охлаждения с турбонаддувом и промежуточным охлаждением надувочного воздуха. Рабочий объем силового агрегата 7,142 л, максимальный крутящий момент составляет 1498 Н.м, номинальная частота вращения — 2200 об/мин.

     Весь  сборочный узел воспринимает динамические нагрузки. Подшипники в узле являются шариковыми и испытывают радиальную нагрузку. Вал испытывает нагрузку на скручивание; сапун предназначен для выпуска избыточного давления воздуха.

     Химический  состав и механические свойства используемого материала приведены в таблицах 1 и 2. В таблице 3 представлены физические свойства серого чугуна марки СЧ20.  

Таблица 1 – Химический состав серого чугуна марки СЧ20 (Гост 1412-85),%

 

 

Таблица 2 – Механические свойства серого чугуна СЧ20 (Гост 1414-75)

 

Таблица 3 - Физические свойства материала СЧ20

T - Температура, при которой получены данные свойства, [Град],

E - Модуль упругости первого рода, [МПа],

a - Коэффициент  температурного (линейного) расширения (диапазон 20o - T), [1/Град],

l - Коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала),[Вт/(м·град)],

r  - Плотность материала, [кг/м3],

C - Удельная теплоемкость материала (диапазон 20o - T), [Дж/(кг·град)],

R - Удельное электросопротивление, [Ом·м]. 

 

     2 Анализ технологичности  конструкции детали  и методы упрочняющей  технологии

     При обработке детали крышка 3520-4209008 необходимо соблюдение твёрдости материала, равной 170…241 НВ. Заданная твёрдость достигается  ещё в заготовке, получаемой литьём серого чугуна марки СЧ 20. Следовательно, в процессе обработки деталь не нуждается  в дополнительных затратах на упрочняющие  технологии.

     Технологичность конструкции детали оценивается  двумя комплексами показателей. Первый комплекс показателей – качественные показатели технологичности, определяют насколько удобно изготавливать  деталь, второй комплекс показателей  – количественные показатели, показывают насколько трудоемко изготавливать  деталь.

     Качественная  оценка технологичности  детали.

     На  основании изучения назначения детали и условий ее работы, и учитывая годовую программу выпуска, считаю не целесообразным изменение конструкции  детали, т. к. примененная конструкция  детали весьма рациональна и упростить ее не представляется возможным.

     При изготовлении детали применяется следующий  способ получения заготовки –  отливка в песчано-глинистые формы, что позволяет получать форму  заготовки приближенной к форме  детали.

     С точки зрения механической обработки, деталь  крышка является технологичной.

       При изготовлении детали, имеется  возможность применения высокопроизводительного  универсального оборудования. Перепады  ступеней внутренних отверстий  крышки незначительны, жесткость  детали обеспечивает получение  высокой точности обработки, имеется  возможность совмещения технологических,  измерительных и конструкторских  баз при изготовлении детали. Параметры шероховатости, обрабатываемых  поверхностей, соответствует допускам  на изготовление детали и возможностям  применяемого технологического  оборудования, отсутствует необходимость  введения искусственных технологических баз.

     В целом, можно констатировать, что по качественным показателям деталь достаточно технологична; все размеры детали легко контролировать непосредственно на рабочем месте, что так же является технологичным.

     Количественная  оценка технологичности детали.

     К основным показателям относятся:

     трудоемкость  изготовления детали Тшт = 68,36 мин.

     технологическая себестоимость детали СТ = 48000 руб.

     Дополнительные  показатели:

1. коэффициент унификации конструктивных элементов:

     Ку.э= Q у.э / Q э =3/7=0,43 ,

     где Qу.э и Qэ - соответственно число унифицированных конструктивных элементов детали и общее, шт.

2. коэффициент применимости стандартизованных обрабатываемых 
   поверхностей:

     Кп.ст = Dо.с / Dм.о = 14/15=0,93

     где Dо.с, Dм.о - соответственно число поверхностей делали, обрабатываемых  стандартным инструментом, и всех, подвергаемых механической обработке поверхностей, шт.

3. Коэффициент обработки поверхностей:

     Кп.о= 1 - Dм.о / Dэ =1-15/16=0,0625.

     где Dэ - общее число поверхностей детали, шт.

4. Коэффициент использования материала:

     Ки.м = q/ Q =1,82/3,7= 0,49,

     где q, Q - масса детали и заготовки соответственно, кг.

     5) масса детали:

     q = 1,82 кг

     6) Максимальное значение квалитета обработки - 7;

     7) Максимальное значение параметра шероховатости обрабатываемых поверхностей Rа – 2,5  мкм;

     В процессе проверки уровня технологичности  видно, что данная деталь по дополнительным показателям является технологичной.

 

     3 Действующий техпроцесс получения заготовки с экономическим 
обоснованием по его усовершенствованию

     На  выбор метода получения заготовки  оказывают влияние: материал детали, её назначение и технические требования на изготовление, объем и серийность выпуска.

     Оптимальный метод получения заготовки определяется на основании всестороннего анализа  названных факторов и технико-экономического расчета технологической себестоимости  детали. Метод получения заготовки, обеспечивающий технологичность изготовления из неё детали при минимальной себестоимости, считается оптимальным.

     По  базовому варианту техпроцесса  заготовка для детали «Крышка 3520-4209008» изготавливается из чугуна СЧ20 ГОСТ 1412 – 85 литьём в сухие песчано-глинистые формы с машинной формовкой, с уровнем уплотнения смеси 75…85 единиц. В соответствии с ГОСТ 26645 – 85 точность отливок 11т – 4 – 14 – 8 (11т – класс размерной точности, 4 – степень коробления, 14 – степень точности поверхностей, 8 – класс точности массы). Для данного способа получения заготовки это достаточно высокая точность. Кроме того, автоматизация процесса изготовления полуформ и стержней обеспечивает значительно большую производительность по сравнению с ручной формовкой.

       Технологический процесс изготовления заготовки выглядит следующим образом:

• 005 Приготовление формовочной смеси.
• 010 Изготовление формы.
• 015 Плавка.
• 020 Контроль (замер температуры заливаемого металла).
• 025 Заливка формы.
• 030 Охлаждение и выбивка формы.

• 031 Транспортирование (транспортирование отливки в обрубное отделение).

• 035 Сортирование.
• 040 Очистка.
• 041 Транспортирование (транспортирование отливки в таре к ленточному транспортёру зачистки отливок).
• 045 Зачистка и обрубка отливок.
• 050 Контроль (проверка качества поверхности отливки внешним осмотром).
• 051 Укладывание (с сортировкой по номенклатуре).
• 052 Транспортирование.

     Приготовление формовочной смеси осуществляется на смесителе типа «СПИДМЮЛЛЕР 85Б». Изготавливают полуформы низа и верха на автоматической формовочной линии «ДИСАМАТИК» мод. 2013 МК-5А. Плавка чугуна осуществляется в индукционной канальной печи «ПИКС 20/800». Заливка чугуна производится в заливочную индукционную печь «RGD-Ge 3/250». Выдержка литья 18 минут. Затем осуществляется выбивка отливок и её очистка в дробемётном очистном барабане модели 42223, 42322. Зачистка и обрубка отливок производится на наждачных станках Л368, Л371.