Для установления
типа производства определяется
степень непрерывности и однородности
производственной деятельности во времени
по конечной продукции.
Согласно
ГОСТу 3.1108 – 74 степень непрерывности измеряется
коэффициентом закрепления операций:
Кзо = О / Р
где,
О – суммарное число различных
операций за месяц по участку;
Р – число рабочих мест с различными
операциями.
Общее число
операций О по рассматриваемому
производственному процессу отделения
или участка цеха определяется
суммированием различных операций
Ор.м., закрепленных за каждым рабочим
местом.
На участке
по производству вала первичного
общее число рабочих мест с различными
операциями Р = 1 с закрепленным за ними
числом операций.
Коэффициент
закрепления операций будет равен:
Кзо = О×(τ / Тшт.ср)
где,
τ – такт выпуска деталей, мин;
Тшт.ср – среднее штучное время,
мин.
Такт
выпуска деталей:
τ = 60×Фд / Nг
где,
Фд – действительный годовой
фонд времени работы металлорежу
щего оборудования;
Nг – годовая программа выпуска
деталей.
τ = 60×3630 / 80 000 = 2,7 мин.
Кзо = 7×(2,7/ 10,0) = 1,89
1< Кзо
< 10 – массовое и крупносерийное производство;
10 < Кзо
< 20 – среднесерийное производство;
20 < Кзо
< 40 – мелкосерийное производство.
Данное производство является
массовым, так как Кзо соответствует условию:
1< Кзо < 10
1< 1,89 < 10
Массовое производство является
дальнейшим развитием серийного и представляет
собой наиболее совершенную форму производства.
К шкиву ведомому применяем массовое прямоточное
производство, при котором технологические
операции выполняются на определенных
рабочих местах (станках), расположенных
в порядке операций.
Массовое - характеризуется
выпуском одной и той же продукции как
правило длительное время (годами).
Таблица 3 – Определение
типа производства
| |
Масса детали,
кг. |
Тип производства |
|
| |
Единичное |
Мелко-
серийное |
Серийное |
Крупно-
серийное |
Массовое |
|
< 1,0 |
< 10 |
10 – 2000 |
1500 – 100000 |
75000 – 200000 |
200000 |
|
1,0 – 2,5 |
< 10 |
10 – 1000 |
1000 – 5000 |
50000 – 100000 |
100000 |
|
2,5 – 5,0 |
< 10 |
10 – 500 |
500 – 35000 |
35000 – 75000 |
75000 |
|
5,0 – 10 |
< 10 |
10 – 300 |
300 – 25000 |
25000 – 50000 |
50000 |
|
> 10 |
< 10 |
10 – 200 |
200 – 10000 |
10000 – 25000 |
25000 |
|
2.2 Выбор метода получения
заготовок
Для рационального выбора заготовки
необходимо одновременно учитывать все
вышеперечисленные исходные данные, так
как между ними существует тесная взаимосвязь.
Окончательное решение можно
принять только после экономического
комплексного расчёта себестоимости заготовки
и механической обработки в целом.
На выбор метода получения заготовки
оказывают влияние:
- материал детали;
- ее назначение и технические
требования на изготовление;
- объем и серийность
выпуска;
- форма поверхностей и
размеры детали.
Оптимальный метод получения
заготовки определяется на основании
всестороннего анализа названных факторов
и технико-экономического расчета технологической
себестоимости детали. Метод получения
заготовки, обеспечивающий технологичность
изготавливаемой из нее детали, при минимальной
себестоимости последней считается оптимальным.
Получение заготовки
литьем в оболочковые формы
Исходя из требований ГОСТ 26.645-85,
назначаем припуски и допуски на размеры
детали и сводим эти данные в таблицу 4.
В зависимости от выбранного
метода принимаем:
- Припуски на размеры даны на
сторону. Класс точности размеров, масс
и ряд припусков выбираем по таблице 2.3
[1], допуски по таблице 2.1 [1] и припуски
по таблице 2.2 [1].
Таблица 4
Размеры,
мм |
Допуски,
мм |
Припуски,
мм |
Расчет размеров заготовки,
мм |
Окончательн. размеры, мм |
Ш85 |
±2,8 |
4,2 |
Ш85+(2.4,2)±2,8= Ш93,4±2,8 |
Ш93±2,8 |
Ш85 |
±2,8 |
4,2 |
Ш85+(2.4,2)±2,8= Ш93,4±2,8 |
Ш93±2,8 |
Ш95 |
±3,0 |
5,0 |
Ш95+(2.5,0)±3,0= Ш105±3,0 |
Ш105±3,0 |
470 |
±6,5 |
8,0 |
470+(2.8,0)±6,5= 486±8,0 |
486±8,0 |
205 |
± 4,0 |
5,2 |
205+8,0-5,2±4,0= 207,8±4,0 |
208±4,0 |
200 |
± 4,0 |
5,2 |
200+(2.5,2)±4,0= 210,4±4,0 |
210±4,0 |
65 |
±2,8 |
4,2 |
65+8,0-5,2±4,0= 67,8±4,0 |
68±4,0 |
2) Литейные уклоны назначаем
согласно ГОСТ 26.645-8, исходя из
конструктивных особенностей заготовки
и равны не менее 1,5-2º. Согласно
рекомендации, для упрощения изготовления
литейной модели принимаем их одинаковыми
и величиной 3°.
3) Литейные радиусы закруглений
наружных углов принимаем равными
не менее 5 мм. R=5 мм.
Литейные радиусы закруглений
внутренних углов определяем по формуле
R=0,4∙h.
R1= R2= R3=0,4∙10 мм=4 мм
4) Определяем коэффициент
использования материала Км, по формуле:
где m – масса детали, кг;
M – масса заготовки, кг.
Рассчитаем массу заготовки:
, кг
где: γ – плотность материала,
кг/м3.
Для чугуна: γ=7814 кг/м3;
Vз – объем заготовки, мм3 .
Объем заготовки определяем
как алгебраическую сумму объемов простейших
тел составляющих заготовку:
Определим коэффициент использования
материала:
.
Данный метод литья не удовлетворяет
задаче получения отливки с контуром приближающемся
к контуру детали; т.е. с коэффициентом
использования Км близким к 1.
Получение заготовки
штамповкой на кривошипных горячештамповочных
прессах
1) По таблице 3.1.3 [1] выбираем:
а) Оборудование – пресс с выталкивателем;
б) Штамповочные уклоны: 5°;
в) Радиусы закруглений наружных
углов, при глубине полости ручья:
10…25 мм - r = 2,5мм,
25…50 мм - r = 3мм;
Радиусы закруглений внутренних
углов, больше наружных углов в 3…4 раза.
2) По таблице 3.4 [1] назначаем
допуски и припуски на обработку
на сторону и сводим их в
таблицу 5.
Таблица 5
Размеры,
мм |
Допуски,
мм |
Припуски,
мм |
Расчет размеров заготовки,
мм |
Окончательн. размеры, мм |
Ш85 |
+1,0
-0,5 |
2,6 |
Ш85+(2.2,6) = Ш90,2 |
Ш90
|
Ш85 |
+1,0
-0,5 |
2,6 |
Ш85+(2.2,6) = Ш90,2 |
Ш90
|
Ш95 |
+1,2
-0,7 |
2,8 |
Ш95+(2.2,8) = Ш99,8 |
Ш100
|
470 |
+2,4
-1,2 |
5,0 |
470+(2.5,0) = 480 |
480
|
205 |
+1,5
-0,9 |
3,2 |
205+5,0-3,2 = 206,8 |
207
|
200 |
+1,5
-0,9 |
3,2 |
200+(2.3,2) = 206,4 |
206
|
65 |
+1,0
-0,5 |
2,5 |
65+5,0-3,2 = 66,8 |
67
|
3) Рассчитаем площадь
поковки в плане [1]:
Fпок.п =41621, мм2
4) Определяем толщину
мостика для облоя [1]:
, мм
Коэффициент Со принимаем равным
0,016.
5)По таблице 3.2.2 выбираем
остальные размеры облойной канавки
[1]:
а) Усилие пресса – 10МН;
б) ho = 2,0 мм;
в) l = 4 мм;
г) h = 6 мм;
д) R1 = 15 мм.
6) Рассчитать объем заготовки
[1]:
Vзаг.=Vп+Vу+Vо , мм3
где Vп – объем поковки,
рассчитываемый по номинальным размерам
чертежа;
Vу – объем угара,
определяемый в зависимости от способа
нагрева;
Vо – объем облоя
при штамповке.
а) Объем поковки:
б) Объем угара Vу принимаем
равным 1% от Vп.
Vу=32400 мм2
в) Объем облоя Vо:
Vо=β.FМ.(Рп + о . р . l),
где β – коэффициент, учитывающий
изменение фактической площади получаемого
облоя по сравнению с площадью сечения
мостика; β =2.
Fм - площадь
поперечного сечения мостика FM=l .ho= 4.2,0= 8 мм2;
Рп – периметр
поковки Рп= 1130 мм.;
Подставим полученные данные
в формулу:
Vо= 2.8×(1130+2.3,14.4) = 18482 мм3;
г) Объем поковки:
Vзаг.=32,4·105+32400+18482 = 32,9·105 мм3.
Определим параметры исходной
заготовки для штамповки.
д) Диаметр заготовки:
, мм
где m – отношение
; 1,25<
<2,5. Принимаю m=2.
мм.
д) Длина заготовки:
г) Площадь поперечного сечения
заготовки:
7) Рассчитаем массу поковки:
кг.
8) Определим коэффициент
использования материала:
9) Рассчитаем усилие штамповки:
, МН,
где Dпр – приведенный
диаметр Dпр=1,13
,
Fп – площадь
проекции поковки на плотность разъема
штампа
Fп=
,
Bп.ср – средняя
ширина поковки в плане , Bп.ср=
.
ув - предел прочности
штампуемого материала, ув=598 МПа [2]
Dпр =
мм
Fп=6994 мм2;
Bп.ср=6994/480=15
мм
, МН
По расчетному усилию штамповки
выбираем пресс с усилием 25 МН и примерной
производительностью 140 шт/ч.
Технико-экономический
анализ
Для окончательного выбора
метода получения заготовки, следует провести
сравнительный анализ по технологической
себестоимости.
Расчет технологической себестоимости
заготовки получаемую по первому или второму
методу проведем по следующей формуле
[1]:
где Сi – базовая стоимость одной тонны
заготовок Сi литье = 9780 руб;
Сi шт = 3730 руб., kт, kс, kв, kм, kп – коэффициенты, зависящие от класса
точности, группы сложности, массы, марки
материала и объёма производства заготовок
kт = 1, kс = 1, kв = 1, kм = 1,93, kп = 1; Q – масса заготовки, кг; q – масса
готовой детали, кг; Sотх – цена одной тонны отходов Sоте = 500 руб.
Экономический годовой эффект
равен:
Ээ = (Sзаг1 – Sзаг2)*N = (601 –186,5)*80000 = 33116000 т. руб, (4.8)
где N – объём выпуска в год,
шт;
Sзаг1, Sзаг2 – стоимость сопоставляемых
заготовок, у.е.
На основе проведённого экономического
расчета, а так же исходя из рационального
применения материала, выбираем наиболее
целесообразный метод получения заготовки.
Таким методом является - получение заготовки
штамповкой на кривошипных горячештамповочных
прессах.
2.3 Разработка технологического
маршрута
005 - Отрезная
010 - Токарная
015 - Токарная
020 - Сверлильная
025 - Термообработка
030 - Шлифовальная
035 - Контрольная
2.4 Выбор и обоснование
баз
На первой - отрезной операции,
при закреплении в поводковом патроне,
используем черновые (исходные) базы заготовки
с последующей её переустановкой.
Поверхность А – установочная;
Поверхность Б – зажимная.
На последующих операциях (токарных)
- деталь устанавливаем в патрон и зажимаем,
используя поверхности в зависимости
от установа.
После термической обработки
выполняем шлифовальную операцию, использую
в качестве базы торцевые поверхности.
2.5 Определение припусков
на обработку
Общим припуском на обработку
называется слой металла, удаляемый с
поверхности исходной заготовки в процессе
механической обработки с целью получения
годной детали.
Операционный припуск – это
слой материала, удаляемый с заготовки
при выполнении одной технологической
операции.
Операционный припуск равняется
сумме промежуточных припусков, то есть
припусков на отдельные переходы, входящие
в операцию.
Из применяемых в машиностроении
заготовок (проката, отливок, штамповок)
в качестве заготовки для данной детали
учитывая, что материал делали – серый
чугун СЧ20 ГОСТ 1412-85 и типа производства
массового; применяем заготовку - штамповку.
Такой вид заготовок наиболее
применяем для получения требуемой детали.
Производим расчет припуска
для самой точной поверхности детали Ø
32 согласно маршруту обработки.
ГОСТы и таблицы позволяют
назначать припуски независимо от технологического
процесса обработки и условий его осуществления
и поэтому в общем случае являются завышенными,
содержат резервы снижения расхода материала
и трудоемкости изготовления детали.
Расчетно – аналитический
метод определения припусков на обработку
основывается на анализе факторов, влияющих
на припуски предшествующего и выполняемого
переходов технологического процесса
обработки поверхности. Значение припуска
определяется методом дифференцированного
расчета по элементам, составляющим припуск.
Метод предусматривает расчет припусков
по всем последовательно выполняемым
технологическим переходам обработки
данной поверхности детали (промежуточные
припуски), их суммирование для определения
общего припуска на обработку поверхности
и расчет промежуточных размеров, определяющих
положение поверхности и размеров заготовки.
Расчетной величиной является минимальный
припуск на обработку, достаточный для
устранения на выполняемом переходе погрешностей
обработки и дефектов поверхностного
слоя, полученных на предшествующем переходе,
и компенсации погрешностей, возникающих
на выполняемом переходе. Промежуточные
размеры, определяющие положение обрабатываемой
поверхности, и размеры заготовки рассчитывают
с использованием минимального припуска.
Расчетно – аналитический метод определения
припусков представляет собой систему,
включающую методики обоснованного расчета
припусков, увязку расчетных припусков
с предельными размерами обрабатываемой
поверхности и нормативные материалы.