Технология изготовления вала

 коп

С_п.з – приведенные затраты на рабочем месте С_п.з=1629

Т_шт для   D – диаметр заготовки, в нашем случае D=63 мм.

Т_шт=147* 10 мин.

Затраты на материал определяются по массе проката требующегося на изготовление детали, и массе сдаваемой  стружки.

, где 

Q – масса заготовки:

 руб

S_отх – цена отходов:

               S_отх=25,3 руб.

                  - масса детали: =3,73 кг

Тогда руб.

Себестоимость заготовки  из горячекатаного проката составит:

S_заг=1,4+0,0399=1,4399 руб

 

 

 

 

2. Заготовка – стальной калиброванный прокат.

 

  В этом случае диаметр заготовки равен 55, а Т_шт=112*10 .

 руб.

 

Затраты на материал.

 

 кг.

 

q=3,73 кг

 

 руб/т

 

S_отх:    1000 кг — 24

            2,2 кг — Х

 

 руб.

 

 

Сравнивая себестоимости  двух заготовок, можно сделать вывод, что наиболее применяемой заготовкой для единичного производства является заготовка из горячекатаного проката стали 40X. Для массового производства лучше всего взять заготовку из калиброванного проката, так как готовая деталь не имеет значительного перепада диаметров размера и по сравнению с горячекатаным прокатом имеет меньший объем механической обработки.

 

           Для перспективной программы.

   Стоимость заготовки, полученной на ГКМ:

 

 

где  – базовая стоимость 1 т заготовок;

– коэффициенты, зависящие от класса точности, группы сложности, массы, марки  материала и объема производства заготовок.

За базу заготовок, полученных на ГКМ, принимается стоимость 1т  штамповок 

– для штамповок нормальной точности;

 – для штамповок 1-ой степени сложности;

 – для массы штамповки от 4 до10 кг.;

 – для объема производства  360000 шт.;

,13 – для стали 40X.

 

Следовательно:

 

 

Стоимость заготовки, полученной литьем по выплавляемым моделям:

 

 

где  – базовая стоимость 1 т заготовок;

– коэффициенты, зависящие от класса точности, группы сложности, массы, марки материала и объема производства заготовок.

 

За базу заготовок, полученных литьем по выплавляемым моделям, принимается  стоимость 1 т отливок 

;

 – для отливок 3-ей группы сложности;

 – для массы отливок от 5 до10 кг.;

 – для первой группы серийности;

 – для стали 40X.

 

Следовательно:

 

 

 

Таким образом, заготовка, полученная на ГКМ, дешевле заготовки, полученной литьем по выплавляемым моделям. Следовательно, в качестве заготовки для перспективного  производства принимаем заготовку, полученную на ГКМ.

5. Выбор и обоснование технологического маршрута обработки

 

Выбор модели станка определяется ее возможностью обеспечить точность размеров и формы, а также качество изготовления детали. При изготовлении вала эти требования можно обеспечить  обработкой на различных станках. Для  определения необходимой модели станка  (для различных операций), нужно основываться на следующих соображениях: соответствие выбранного станка габаритам детали, соответствие станка по мощности, наименьшая себестоимость обработки.

Рассмотрим обработку  самой точной поверхности детали вал. Это поверхность № 3 (см. рис.1.1), Æ 55 мм, квалитет – 6, Rа=0,8 мкм. Ее можно получить следующими последовательными операциями:

 

 

          1-ый способ

1. обтачивание предварительное
2. обтачивание чистовое
3. шлифование однократное

         2-ой способ

               1.  обтачивание однократное

               2.  шлифование предварительное

               3.  шлифование чистовое.

 Рассчитаем экономическую эффективность для этих операций.

 Обработка на токарно-винторезном станке 1601.

         Определяем часовые приведенные затраты:

С_п.з.=С_з+С_ч.з.+Е_н(К_с+К_з), где

С_з – основная и дополнительная зарплата с начислениями, коп/ч.

    Основная и  дополнительная зарплата рассчитывается:

, где

- коэффициент учитывающий дополнительную зарплату;

С_т.ф. – часовая тарифная ставка; С_тф=86,3 коп/час

к – коэффициент учитывающий  зарплату наладчика; к=1

y – коэффициент учитывающий оплату рабочего при многостаночном обслуживании; y=1

 коп/час;

Часовые затраты по эксплуатации рабочего места

, где

- практические часовые затраты  на базовом рабочем месте;  коп/час.

- коэффициент показывающий, во  сколько раз затраты связанные с работой данного станка, больше, чем аналогичные расходы у базового станка.

Для станков работающих неабразивным инструментом:

Капитальные вложения в станок

 коп/час.

 

Капитальные вложения в здание

Ц- балансовая стоимость станка.

F- производственная площадь, занимающая станком с учетом проходов, м²,      , где f- площадь станка в плане; f= 880х660= 0,58 м², к_f =4, тогда  

F_д – действительный годовой фонд времени работы станка; F_д = 4029 с.

- коэффициент загрузки станка  = 0,8.

Тогда С_п.з= 132,039+39,7448+0,15(20,48+5,65)=175,7033коп/час

Технологическая себестоимость операции механической обработки

 коп/ч.

 Обработка на торцекруглошлифовальном  станке 3Т160.

С_з = 132,039коп/час

           Для  станков, работающих абразивным  инструментом

 коп/ч.

  коп/ч.

С_п.з=132,039+39,7448+0,15(771,28+85,38)= 300,28 коп/ч.

 

            коп/ч.

Тогда, приведенная годовая  экономия, при использовании шлифования составит

где N- число деталей; N= 500

Из наших расчетов следует, что применение первого варианта обработки поверхности №3 вала экономичнее второго. Поэтому следует отдавать предпочтение первому варианту при разработке технологического процесса.

6. Выбор и обоснование технологического оборудования и оснастки.

 

Выбор модели станка определяется, прежде всего, ее возможностью обеспечить точность размеров и формы, а также  качество поверхности изготовления детали. При изготовлении вала эти требования можно обеспечить обработкой на различных станках для определения необходимой модели станка, (для различных операций), нужно основываться на следующих соображениях: соответствие выбранного станка габаритам детали, соответствие станка по мощности, наименьшая себестоимости обработки.

 

 

 

Выбираем следующие станки:

 

Для токарных операций: Токарно-винторезный 1601

Цена, руб …………………………………………..600

Наибольший диаметр  прутка………..……………125 

Частота вращения шпинделя, мин^-1………………530…5360

Мощность, кВт…………………………………….0,6 кВт

 

Для фрезеровальных операций: вертикально-фрезеровальный 6Р10

Цена, руб……………………………………………..2850

           Расстояние от оси или торца шпинделя

до стола, мм…………………………………………..50- 350

Размеры рабочего стала, мм…………………………800х200

Частота вращения шпинделя, мин^-1…………………50- 2240

Мощность, кВт:

главного движения…………………………………….3

подачи стола……………………………………………0,8

Габариты станка, мм……………………………………1445х1875

 

Для сверлильных операций:

            Цена, руб…….………………………………………….770

Наибольший диаметр  сверления по стали, мм………………  18

Конус Морзе шпинделя А……………………………………№2

Количество ступеней частоты вращения шпинделя…………..9

Частота вращения шпинделя, мин ……………………..180…2800

Количество ступеней подач…………………………………….6

Размер стола, мм……………………………………………14x180

Количество пазов………………………………………………..2

Мощность электродвигателя, кВт……………………………11

Габариты станка, мм…………………………………………..910x550

Категория ремонтной  сложности……………………………..11

 

Для операций шлифования: Торцекруглошлифовальный 3Т160

Цена, руб……………………………………………………22600

Конус Морзе передней бабки………………………………№5

Наибольший размер шлифовального круга, мм…………..750х130х305

Частота вращения шпинделя

Шлифовальной бабки, мин^-1………………………………..1250

Частота вращения шпинделя изделия, мин^-1……………….55- 620

Мощность, кВт………………………………………………..17

Габариты станка, мм………………………………………….3754х4675

 

Для начального крепления  заготовки используем трехкулачковый самоцентрирующийся патрон 7100-0015 ГОСТ 2675-80.

В дальнейшем при установке на токарный или шлифовальный станок используется: центр 7032-0023 ГОСТ 13214-79 и поводковый патрон 7108-0021 ГОСТ 2571-83. При установки на фрезеровальный станок используется призматические опоры и зажимное устройство.

При отрезании заготовки  используем ножницы сортовые Н1834-1629

При обработки на токарных станках , резец выбираем в зависимости от сечения.

В нашем случае используем  5 основных вида резцов:

Подрезной отогнутый  резец 2101-0509 ГОСТ 18871-73

Отрезной 2120-0503 ГОСТ18874-73

Проходной прямой упорный с с пластинками для чернового (Т14К8) и чистового точения   (Т30К4) ГОСТ 18879-73

Проходной прямой с пластинками  из твердого сплава

Для фрезерования шпоночного паза выбираем концевую фрезу с цилиндрическим хвостовиком по ГОСТ 17025-71.

Для фрезерования лыски выбираем концевую фрезу с коническим хвостовиком по ГОСТ 8720-69.

Для сверления центровочного отверстия выбираем сверло центровое 2317-109 ГОСТ 14952-75.

Для шлифования круг N - ПП 200х32х40 ГОСТ2424-83.

 

  Средства контроля..

Для контроля линейных размеров, выбрали штангенциркуль ШЦ I ГОСТ 166-89 с точностью до 0,05 мм.

Для контроля наружных поверхностей – микрометр МК ГОСТ 162-80 с точностью 0,01 мм.

Для контроля наружных поверхностей после чистового шлифования – рычажный микрометр ГОСТ 4381-75 с точностью до 0,002 мм.

Для контроля отверстий – нутромер индикаторный ГОСТ 9244-75 с точностью до 0,001мм.

Для контроля в перспективной  программе используются калибры  скобы и пробки по ГОСТ 7981- 80 с  точностью до 0,01 мм.

Для контроля твердости после закалки используется твердомер.

 

7. Расчет и назначение припусков на обработку.

         Установление оптимальных припусков  играет важную роль при разработке  технологических процессов изготовления  деталей. Увеличение припусков приводит к повышенному расходу материала и энергии, введению дополнительных технологических переходов, а иногда и операций. Все это увеличивает трудоемкость и повышает себестоимость изготовления деталей.

Рассчитаем припуски на обработку и промежуточные  предельные размеры для наружной цилиндрической поверхности № 3  Æ55к6 , шероховатость Ra 0,8. Для остальных поверхностей припуски назначаем на каждый вид обработки.

Технологический маршрут  обработки поверхности Æ55к6 состоит из трёх операций: предварительного обтачивания, чистового обтачивания, шлифования однократного.

Технологический маршрут  обработки запишем в расчетную  таблицу. В таблицу также записываем соответствующие заготовке и каждому технологическому переходу значения элементов припуска. Так как в данном случае обработка ведется в центрах, погрешность установки в радиальном направлении равна нулю.