1. Загальний розділ

1.1 Конструктивні та службові призначення деталі

Колісна пара є найбільш відповідальним вузлом рухомого складу. Колісні пари електровоза сприймають і передають на рейки вертикальні навантаження від маси локомотиву, при русі взаємодіють з рейковою колією сприймаючи удари від нерівностей шляху і горизонтальні сили. Через колісну пару передається момент тягового двигуна, що обертає, а в місці контакту коліс з рейками в тяговому і гальмівному режимах реалізуються сили зчеплення. Від справного стану колісної пари залежить безпека руху потягів, тому до вибору матеріалу, технології виготовлення окремих її елементів і формуванню колісної пари пред'являють особливі вимоги. В умовах експлуатації за колісними парами потрібний ретельний догляд і своєчасний огляд. Конструкція колісної пари повинні забезпечувати необхідну міцність усіх її елементів і відповідати вимогам ГОСТ.

Елементами колісної пари є вісь, колеса і буксові вузли. Вісі рушійних колісних пар піддаються дії вертикальних і горизонтальних знакозмінних сил, а також скручуванню. Важкі умови роботи пред'являють особливі вимоги до матеріалу і способів обробки осі. Після обточування підматочинної частини і шийки осі називають роликами і шліфують, (включаючи передматочнної частини). Особливу увагу приділяють виконанню і обробці перехідних гантелей оскільки від цього залежить міра концентрації напруги і втомна міцність осі. При накатці і шліфовці усувають риски і подряпини, біля яких зазвичай концентрується напруга, а при тривалій експлуатації можуть з'явитися тріщини.

Рисунок 1 – Ескіз деталі. Вісь

Вісь має такі конструктивні елементи:

1. 8 отворів М20-6Н

2. Зовнішні циліндричні поверхні

3. 2 торця

4. 4 фаски 2.5 ͯ 45°

5. 4 галтелі R25 і 4 галтелі R200

Вісь представляє собою деталь, яка має сукупність різноманітних поверхонь. Дана вісь складається з таких поверхонь: циліндричні.

Службове призначення деталі для вантажних і пасажирських вагонів. Є складовою частиною колісної пари вагонів магістральних залізниць колії.

Загалом вимоги щодо точності та якості поверхонь деталі не дуже високі, однак є декілька поверхонь, до яких ставляться підвищені вимоги.

Матеріал деталі Сталь ОС ГОСТ 4728-96.

Циліндрична поверхня II(шийка) являється основною. Тому що на дану поверхня закріплюються всі основні елементи вузлу колісної пари. Поверхні I, III(передпідматочинна), IV(підматочинна) і 4 різьбових отвіра VI, по торцю, є допоміжними. Поверхня V є вільною.

Креслення деталі має достатню кількість видів та перерізів, що дають повне уявлення про конструктивні особливості деталі. Беручи до уваги конструкцію деталі, технічні вимоги та службове призначення робимо висновок, що дана деталь працює в умовах змінних навантажень. Матеріал деталі задовольняє всім висунутим вимогам та забезпечує нормальну роботоздатність деталі у вузлі.

1.2 Контроль креслення деталі на технологічність

Деталь Вісь виготовлена із спеціальної сталі призначеної для виготовлення вісей рухомого складу залізничних доріг. Марка сталі ОС яка отримана Мартенівським киснево-конверторним або електро-луговим способом.

Таблиця 1 – Хімічний склад сталі ОС ГОСТ 4728-96

Масова частка хімічного елементу, %
С	Mn	Si	Р	S	Cr	Ni	Cu
			не більше
0,42-0,50	0,60-0,90	0,15-0,35	0,040	0,040	0,30	0,30	0,25

Сумарний зміст сірки і фосфору в сталі не більше 0,070 %.

Граничні відхилення на зміст масових доль хімічних елементів в готових

заготівках складають: для вуглецю _-0,002^+0,03%, марганцю _-0,05^+0,10 %, кремнію +0,05 %, сірки і фосфору +0,005 %.

Таблиця 2 – Механічні властивості сталі ОС ГОСТ 4728-96

Тимчасовий опір при розтягуванні, Н/мм^2 (кгс/мм^2)	Відносне подовження	Ударна в’язкість при 20°С, Дж/см^2 (кгсˑм/см^2)
		Середнє арифметичне значення по 4 зразках, не менше	Мінімальне значення для окремих зразків
580,0-615,0 (59,0-62,5)	20,0	0,5 (5,0)	0,35 (3,5)

Дана сталь легко оброблюється механічним способом всіма лезвійними інструментами.

Вісь має просту геометричну форму, труднощів під час механічної обробки не виникає, конструкція деталі дозволяє застосувати високопродуктивні методи обробки на прогресивному обладнанні.

Перевіряємо деталь на технологічність кількісним способом.

Кількісну оцінку технологічності конструкції будемо проводити на основі креслення деталі

Таблиця 3 – Кількісний аналіз

Назва поверхні	Кількість поверхонь	Кількість уніфікованих елементів	Квалітет точності	Параметри шорсткості
Зовнішня циліндрична	7	6	6х6; 12х1;	1,25х4; 2,5х3;
Фаски	4	4	12х4	20х4
Різьбовий отвір	8	8	6х8	20х8
Торець	2	2	10х2	5х2

Коефіцієнт уніфікації конструктивних елементів деталі

, (1)

де - кількість уніфікованих елементів деталі;

- кількість елементів деталі.

- деталь технологічна

, (2)

де - середній квалітет точності

(3)

0.859>0.8 - деталь є технологічна.

Коефіцієнт шорсткості поверхні

, (4)

де - середня шорсткість поверхні, визначається параметром Ra.

(5)

0.08<0.32 - деталь технологічна.

В цілому, за якісними та кількісними показниками деталь є технологічною.

2. Технологічний розділ

2.1 Обґрунтування типу виробництва та його характеристика

Тип виробництва знаходиться в залежності від коефіцієнта закріплення операцій К_з.о., що розраховується як відношення кількості всіх відмінних технологічних операцій, які виконуються або повинні бути виконані підрозділом виробництва протягом місяця, до числа робочих місць, які виконують відмінні операції. Так як К_з.о відображає періодичність обслуговування працюючого всією необхідною інформацією, а також оснащення робочого місця всіми необхідними речовинами, то К_з.о оцінюється використано до явочного числа робочих підрозділів із розрахунку на одну зміну:

(6)

Де - загальне число операцій технологічного процесу;

- загальна кількість робочих місць, на яких виконуються операції.

К_з.о. характеризує кількість відмінних технологічних операцій, що виконуються в середньому на одному робочому місці підрозділу виробництва за місяць.

Таблиця 4 – Розрахунок операцій

Операція	Тшт.	mp	P	nз.ф.	О
Фрезерно-центрувальна	12.0	0.33	1	0.33	3
Токарна-копіювальна	42.09	1.16	2	0.58	1
Токарна-копіювальна	30.18	0.83	1	0.83	2
Токарна-накатка	10.8	0.29	1	0.29	3
Токарна-накатка	17.8	0.49	1	0.49	2
Агрегатна	15.0	0.41	1	0.41	2
Круглошліфувальна	12.0	0.33	1	0.33	3
			Σ=8		Σ=16

Визначаємо кількість верстатів для кожної операції

; (7)

де N - річна програма випуску продукції, шт. ;

Т_шт - штучний час, хв.;

F_д - дійсний річний фонд часу, год. ;

n_з.н. - нормативний коефіцієнт завантаження обладнання.

Для центрувально-відрізної операції:

для токарно-копіювальної операції:

для токарно-копіювальної операції:

для токарно-накатної операції

для токарно-накатної операції:

для агрегатної операції:

для круглошліфувальної операції:

Визначаємо фактичний коефіцієнт завантаження:

; (8)

де Р - кількість робочих місць, шт.;

Визначаємо кількість операцій:

; (9)

де n_з.н., n_з.ф. - відповідно, нормативний і фактичний коефіцієнти

завантаження;

Визначаємо коефіцієнт закріплення операцій:

За умови 1< <10 тип виробництва багатосерійний, який характеризується великим обсягом продукції, що виготовляється, вузькою номенклатурою, застосуванням високо продуктивного обладнання, верстати автомати і напівавтомати, швидкодіюче технологічне оснащення, що забезпечує високу продуктивність праці, нижчу собівартість продукції. Потребує невисокої кваліфікації робітників.

Всі подальші розрахунки будемо виконувати для умов багатосерійного виробництва з коефіцієнтом закріплення операцій =2.