Технологический проект изготовления детали (вал)

                                                                                 ΣР=111                            ΣО=0,38753

Вывод: производство массовое.

4. Выбор  заготовки.

 

При разработке технологического процесса важным шагом является выбор  заготовки. Для рационального выбора заготовки необходимо провести расчеты  себестоимости получения заготовки, себестоимости ее механической обработки.

В качестве вариантов  рассмотрим калиброванную сталь  и горячекатаный прокат.

Определим себестоимость  обработки детали из горячекатаного проката:

- себестоимость заготовки;

где M – затраты на материал заготовки;

      С_о.з. – технологическая себестоимость операций правки, калибрование прутков, резки их на штучные заготовки

 

где С_п.з. – приведенные затраты на рабочем месте, у.е./ч.;

      T_Ш-К – штучно-калькуляционное или штучное время выполнения заготовительной операции.

Определим T_Ш-К:

где φ_К – коэффициент, φ₀=1,75.

       Т₀ – общее время, мин.

;

С_п.з=121у.е./ч. (резка на отрезных станках, работающих дисковыми пилами)

Затраты на материал определяются по массе проката, необходимого для  изготовления детали, и массе сдаваемой  стружки. При этом необходимо учитывать  стандартную длину прутков и  отходы в результате некратности  длины заготовок к этой стандартной длине:

,

где Q – масса заготовки, кг;

       S – цена 1 кг. материала заготовки, у.е.;

       q – масса готовой детали, кг.;

       S_отх – цена отходов 1 кг. (стружки), у.е.

Масса заготовки:

,

где ρ – плотность материала;

      V_з – объем заготовки.

Масса детали:

,

где V_д – объем готовой детали;

где V₁-V₄ – объемы соответствующих ступеней вала.

Коэффициент использования  материала:

Стоимость материала:

S=175 у.е./_Т .

Стоимость отходов:

S=27,5 у.е./_Т .

Рассчитываем себестоимость  заготовки:

Это мы посчитали себестоимость  для заготовки из Cтали45 обыкновенной . Теперь проведем расчет для Стали 45 калиброванной.

Расчет аналогичный.

,

Стоимость материала:

S=220 у.е./_Т .

Сравнивая два варианта по себестоимости заготовки выгоднее и целесообразнее использовать Сталь 45 обыкновенную. Из ГОСТа 2590-57 выбираем заготовку из круглого сортового  проката Ø56, R_Z=150, T=240мкм.

 

 

5. Выбор и  обоснование технологических баз.

 

Выбор происходит в два  этапа:

1. Выбирают технологическую  базу, необходимую для получения  наиболее ответственных размеров  детали, и используемую для большинства  поверхностей заготовки.

2. Решают вопрос о  базировании заготовки на первой  операции техпроцесса.

Наибольшая точность обеспечивается, в случае если, в  качестве технологической базы, использовать поверхность, относительно которой  задано наибольшее количество размеров. Кроме того, эти базовые поверхности  должны иметь необходимую протяженность, обеспечивать устойчивость при обработке.

На первой технологической  операции должны быть обработаны те поверхности  заготовки, которые в дальнейшем должны служить ее технологическими базами на последующих операциях. Так  как технологической базой для  первой операции будут необработанные поверхности, нужно выбирать те поверхности, которые допускают равномерное снятие припуска и точное взаимное расположение обрабатываемых и не подлежащих обработке поверхностей.

Если у заготовки  обрабатываются все поверхности, то за базу на первой операции выбирают поверхности с малыми припусками. Черновая база должна использоваться только один раз. Повторное ее использование недопустимо. Для выбора чистовых баз необходимо пользоваться принципом постоянства и совмещения баз. Базовые поверхности должны обеспечивать наибольшую жесткость детали в направлении  зажимных усилий и силы резания при обработке.

Технологическая база, используемая при первом установе заготовки,  называется черновой технологической  базой.

В нашем случае черновой технологической базой является поверхность заготовки Ø52. Чистовой базой являются центровые поверхности.

Технологические, конструкторские  и измерительные базы должны быть совмещены.

На шлифовальной операциях  технологической базой является центровочные отверстия. На фрезерной - наружная цилиндрическая поверхность вала. На токарной – торец и наружная цилиндрическая поверхность вала.

6. Выбор  и обоснование технологического  маршрута обработки детали по  минимуму приведенных затрат.

         Для правильной разработки технологического маршрута необходимо учесть требования по точности и шероховатости поверхностей. Необходимо также выбирать операции так, чтобы затраты были наименьшими, а производительность наибольшая. При разработке плана следует придерживаться следующих общих правил:

1. В первую очередь обрабатываются поверхности, которые служат базами при последующей обработке.
2. Рекомендуется обрабатывать вначале поверхности, с которых снимается наибольший слой металла. Это позволит вскрыть дефекты заготовки в начале технологического процесса.
3. Чем точнее должна быть поверхность, тем позднее следует ее обрабатывать. Таким образом, уменьшается влияние деформации, вызванной перераспределением напряжения в металле.

При составлении плана  обработки не рекомендуется совмещать  чистовые и черновые операции на одном и том же станке. На основании выше приведенных положений, таблиц экономической точности и расчетам экономической эффективности возможных вариантов и разрабатывается маршрут.

Необходимо произвести подготовительную обработку поверхностей детали для удаления дефектных слоев заготовки и подготовки черновых баз. Внешняя цилиндрическая поверхность обрабатывается точением. Этот метод производителен, и не требует сложного оборудования, инструментов и высокой квалификации обслуживающего персонала - достаточно экономичен. Черновая подрезка торцов также производится на токарном станке.

Для укрепления поверхностной  твердости изделия его необходимо подвергнуть термообработке. Для  этого выполняем термическую  операцию.

Для достижения требуемой точности и шероховатости после термообработки необходимо обработать одной из абразивных операций. Это может быть шлифование, хонингование и другие методы отделочной обработки. Хонингование достаточно дорогой метод обработки. При этом методе достигается 5-6 квалитет с параметрами шероховатости Ra  1.6…0.1. Это превышает требуемую точность. Шлифование является производительным методом и обеспечивает требуемую точность и наиболее экономичен из всех методов из всех методов абразивной обработки. Таким образом, следующая операция – шлифование.

Таблица 6.1.

Технологический маршрут  для основной программы.

Операция	Переход	Запись перехода	Применяе-мая оснастка	Применяемое оборудование	Применяемый режущий  инструмент	Применяемый измерительный  инструмент
005 загото-вительная	-	Отрезать заготовку		Тиски 7200-0251 ГОСТ 21168-75	Ножницы сортовые 1838	Линейка-250 ГОСТ427-75
010 токарная установ1	1	Подрезать торец	Патрон 3-х кулачковый ГОСТ 2675-80	Токарно-винторезный  станок 16к20	Резец 2101-0509 Т15К6 ГОСТ18870-73	Штангенцир-куль ШЦ-1 250-005
010 токарная установ1	2	Центровать торец	Патрон 3-х кулачковый ГОСТ 2675-80	Токарно-винторезный  станок 16к20	Сверло 2317-0009 ГОСТ14952-75	Штангенцир-куль ШЦ-1 250-005, индикатор-нутрометр 18 – 50 ГОСТ 9244 – 84
010 токарная установ1	3	Точить поверхность  (черновая обработка)	Патрон 3-х кулачковый ГОСТ 2675-80. Центр упорный ГОСТ 13214-67	Токарно-винторезный  станок 16к20	Резец 2101-0509 Т15К6 ГОСТ18870-73	Штангенцир-куль ШЦ-1 250-005
010 токарная установ1	4	Точить поверхность (чистовая обработка)	Патрон 3-х кулачковый ГОСТ 2675-80. Центр упорный ГОСТ 13214-67	Токарно-винторезный  станок 16к20	Резец 2101-0509 Т15К6 ГОСТ18870-73	Штангенцир-куль ШЦ-1 250-005
010 токарная установ1	5	Точить  фаску	Патрон 3-х кулачковый ГОСТ 2675-80 Центр упорный ГОСТ 13214-67	Токарно-винторезный  станок 16к20	Резец 2102-0021 ГОСТ18870-73	-
010 токарная установ1	6	Точить канавку	Патрон 3-х кулачковый ГОСТ 2675-80 Центр упорный ГОСТ 13214-67	Токарно-винторезный станок 16к20	Резец 2120-0503 ГОСТ18877-73	Штангенцир-куль ШЦ-1 250-005
010 токарная установ2	1	Подрезать торец	Патрон 3-х кулачковый ГОСТ 2675-80	Токарно-винторезный  станок 16к20	Резец 2101-0509 Т15К6 ГОСТ18870-73	Штангенцир-куль ШЦ-1 250-005
010 токарная установ2	2	Центровать торец	Патрон 3-х кулачковый ГОСТ 2675-80	Токарно-винторез-ный  станок 16к20	Сверло 2317-0009 ГОСТ14952-75	Штангенцир-куль ШЦ-1 250-005, индикатор-нутрометр 18 – 50 ГОСТ 9244 – 84
010 токарная установ2	3, 4, 5	Точить поверхность  (черновая обработка)	Патрон 3-х кулачковый ГОСТ 2675-80 Центр упорный ГОСТ 13214-67	Токарно-винторезный  станок 16к20	Резец 2101-0509 Т15К6 ГОСТ18870-73	Штангенцир-куль ШЦ-1 250-005
010 токарная установ2	6, 7, 8	Точить поверхность  (чистовая обработка)	Патрон 3-х кулачковый ГОСТ 2675-80 Центр упорный ГОСТ 13214-67	Токарно-винторезный  станок 16к20	Резец 2101-0509 Т15К6 ГОСТ18870-73	Штангенцир-куль ШЦ-1 250-005
010 токарная установ2	9	Точить  фаску	Патрон 3-х кулачковый ГОСТ 2675-80 Центр упорный ГОСТ 13214-67	Токарно-винторезный станок 16к20	Резец 2102-0021 ГОСТ18877-73	_
010 токарная установ2	10, 11	Точить канавку	Патрон 3-х кулачковый ГОСТ 2675-80 Центр упорный ГОСТ 13214-67	Токарно-винторезный  станок 16к20	Резец 2120-0503 ГОСТ18877-73	Штангенцир-куль ШЦ-1 250-005
015 фрезерная установ1	1	Фрезеровать шпоночный  паз	Опорная призма ГОСТ 12194 - 66	Горизонта-льно-фрезерный  станок 6Р10	Фреза шпоночная 2235-0005 ГОСТ 9140-78	Штангенглуби-номер ШЦ-1 250-005
015 фрезерная установ1	2	Фрезеровать шпоночный  паз	Опорная призма ГОСТ 12194 - 66	Горизон-тально-фрезерный  станок 6Р10	Фреза шпоночная 2235-0001 ГОСТ 9140-78	Штангенглуби-номер ШЦ-1 250-005
020  Термичес-кая		Закаливание до 36…42 HRCэ		Печь
025 шлифовальная установ1	1	Шлифовать поверхность	Патрон поводковый ГОСТ 2571-53, центры  упорные ГОСТ 13214-67	Кругошли-фовальный станок 3Е12	Круг шлифоваль-ный  ПП 250х32х76 24А 50 СМ7 10К ГОСТ 2424-83	Микрометр рычажный МР ГОСТ 4381-68
025 шлифовальная установ2	1,2 3	Шлифовать поверхность	Патрон поводковый ГОСТ 2571-53, центры  упорные ГОСТ 13214-67	Кругошли-фовальный станок 3Е12	Круг шлифоваль-ный  ПП 250х32х76 24А 50 СМ7 10К ГОСТ 2424-83	Микрометр рычажный МР ГОСТ 4381-68

 

Таблица 6.2.

Технологический маршрут  для перспективной программы.

Операция	Переход	Запись перехода	Применяе-мая оснастка	Применяемое оборудование	Применяемый режущий  инструмент	Применяемый измерительный  инструмент
005 Фрезерно-центровальная	1	Фрезерование торцев, цетрование отверстий	Опорные призмы 352 4073/007,	Фрезерно-центроваль-ный  МП-71М	Ножницы сортовые 1838	Калибр-скоба, штангенцир-куль ШЦ-1 250-005, индикатор ИРБ ГОСТ 5584-75
010 Токарная	1	Точить поверхность	Центр упорный ГОСТ 13214-67	Полуавтомат 1А730	Фасонный резец	Калибр-скоба,
010 Токарная	2	Точить фаски, подрезать  канавки	Центр упорный ГОСТ 13214-67	Полуавтомат 1А730	Многорезцо-вая наладка	Калибр-скоба, штангециркуль  ШЦ-1 250-005
015 Фрезерная	1	Фрезеровать шпоночные  пазы	Тиски призмати-ческие	Шпоночно-фрезерный автомат 6Д32	Шпоночные фрезы	Калибр-скоба
020 Тетмичес-кая	1	Закаливание до 36…42 HRCэ		Печь
025 Шлифо-вальная	1	Шлифовать поверхность	Патрон поводковый ГОСТ 2571-53, центр  упорный ГОСТ 13214-67	Кругошлиф-вальный 3А10П	Круг шлифоваль-ный ПП 250х32х76 24А 50 СМ7 10К ГОСТ 2424-83	Калибр-скоба
025 Шлифо-вальная	2	Шлифовать поверхность	Патрон поводковый ГОСТ 2571-53, центр  упорный ГОСТ 13214-67	Кругошлиф-вальный 3А10П	Круг шлифоваль-ный  ПП 250х32х76 24А 50 СМ7 10К ГОСТ 2424-83	Калибр-скоба

 

7. Сопоставление  и выбор варианта технологического  процесса

при различных способах получения заготовки.

 

Общие исходные данные.

Материал детали: сталь 45.

Масса детали q=2.223кг.

Годовая программа N=100000шт.

Производство – массовое.

Эскиз заготовки.

Рис.7.1. Заготовка вала, полученная на ГКМ.

Рис.7.2. Заготовка из сортового проката.

 

Таблица 7.1.

Данные для расчетов стоимости заготовки по вариантам

Наименование показателей	1-й вариант	2-й вариант
Вид заготовки	Штамповка на ГКМ	Прокат Ø52х230
Класс точности	3	h17
Группа сложности	1	-
Масса заготовки Q,кг	2.457	3.808
Стоимость 1т заготовок, принятых за базу Сi, руб	295	175
Стоимость 1т стружки Sотх, руб	27,5	27,5

Стоимость заготовки  по первому варианту:

k_T=1; k_C=0.7; k_B=0.75; k_M=0.9; k_П=1.23 - коэффициенты, зависящие от класса точности, группы сложности, массы, марки материала и объема производства заготовок.

Стоимость заготовки  по второму варианту:

- технологическая себестоимость  операций правки, калибрования прутков, разрезки их на штучные заготовки.

 – приведенные затраты  на рабочем месте.

С_З – основная и дополнительная зарплата с начислениями;

С_ЧЗ – часовые затраты по эксплуатации рабочего места;

Е_Н – нормативный коэффициент экономической эффективности капитальных вложений ( в машиностроении Е_Н=0.15);

К_З, К_С – удельные часовые капитальные вложения соответственно в станок и здание.

,

где ε – коэффициент, учитывающий дополнительную зарплату, равную 9%, начисления на социальное страхование 7,6% и приработок к основной зарплате в результате перевыполнения норм на 30%; ;

С_ТФ – часовая тарифная ставка станочника-сдельщика соответствующего разряда;

k – коэффициент, учитывающий зарплату наладчика (k=1);

у – коэффициент, учитывающий  оплату рабочего при многостаночном обслуживании (у=1).