- •3.2 Обзор возможных методов обработки основных поверхностей заготовки детали
- •2. По базовому варианту деталь обрабатывается на токарно-гидрокопировальном станке 1722.
- •3.3 Расчёт припусков на механическую обработку
- •3.4 Выбор и обоснование баз
- •3.5 Разработка и обоснование выбора технологического маршрута
- •3.7 Обоснование выбора режущего инструмента
- •2Й переход:
- •3Й переход:
- •4Й переход:
- •3.9.2. Расчет зажимных усилий
3 Проектирование технологического процесса механической обработки детали
3.1 Выбор вида и метода получения заготовки
В качестве материалов для деталей, не подвергающихся в машине ударным нагрузкам, значительному растяжению и изгибу, служит серый чугун СЧ12 – СЧ18, для деталей, работающих в более тяжелых условиях и испытывающих большие напряжения, используют более прочный и дорогой чугун СЧ21 – СЧ24, а при значительных ударных нагрузках – ковкий чугун КЧ35 – 10, КЧ37 – 12 и другие. Применяют также Ст5 и конструкционные стали 20, 35, 45, 40Х, сталь 18ХГТ (поковки), сталь 45Л-1 (штамповочные заготовки), стали 35Л, 45ЛШ (отливки) и другие.
Стальные заготовки опор получают ковкой, штамповкой, литьем по выплавляемым моделям, которое целесообразно использовать в массовом производстве сложных небольших отливок массой до 3 кг, когда ряд их поверхностей не требует последующей обработки, так как параметр шероховатости их поверхности Rz10 … Rz20, а допуски на размеры и припуски на обработку других поверхностей не превышает 0,2 … 0,7 мм на сторону.
Для получения небольшого числа стальных заготовок используют молоты, фрикционные и кривошипные прессы с подкладными штампами. При больших масштабах производства экономичнее штамповка в открытых и закрытых штампах. Штамповку в крупносерийном и массовом производстве ведут на кривошипных прессах и горизонтально ковочных машинах. После штамповки заготовки имеют однородную структуру, размеры, близкие к требуемым, припуски на обработку должны соответствовать ГОСТ 7505-74 [1, стр.420].
В качестве заготовки опоры можно использовать горячую ковку.
Произведем обоснование выбора заготовки, полученной на кривошипных прессах. Ковка на кривошипных прессах (I вариант) в 2…3 раза производительней по сравнению со ковкой на молотах (II вариант), припуски и допуски уменьшаются на 20…35%, расход металла снижается на 10..15%.
Стоимость заготовок полученных таким путем можно определить по формуле:
Sзаг = [(Ci/1000)*Q* Кт*Кс*Кв*Кн*Кп] – (Q - a)*(Sотх / 1000) руб. [5] ,(стр.33)
где Сi - базовая стоимость одной тонны заготовок, руб.
Кт,Кс,Кв,Кн,Кп - коэффициенты, зависящие от класса точности, группы сложности, массы, марки материала и объема производства заготовок.
По первому варианту за базу принимаем стоимость одной тонны заготовок (поковка из конструкционной стали, массой до 25 кг., 2-го класса точности по ГОСТ 7505-88, 2-ей группы сложности и 2-ой группы серийности).
С = 34500 руб. [2], (стр. 38)
Коэффициенты выбираем следующим образом:
а) Коэффициент точности для второго класса точности:
Кт= 1,0 [5], (стр. 39)
б) в зависимости от марки материала для стали 45;
Км=1,0 [5], (стр. 39)
в) группы сложности:
Кс=0,84 [5], (таблица 15, стр. 40)
г) массы и марки материала;
Кв=0,8 [5], (таблица 15, стр. 40)
д) объема производства:
Кп=1,0 [5], (таблица 16, стр. 40)
Q - масса заготовки
Q=13,65 кг.
q - масса готовой детали, кг.
q=9,72 кг.
Стоимость отходов:
Sотх=3560 руб/т
Следовательно,
Sзаг=[(34500/1000)* 13,65*1,0*1,0*0,84*0,8*1,0] – (13,65– 9,72)*(3560 / 1000)
Sзаг = 316,46 – 13,99 = 302,47 руб.
В качестве заготовки по второму варианту принимаем поковку полученную на горизонтально-ковочных машинах. В процессе ковки предусматривается вытекание части металла в виде заусенца в заусеничную щель.
В качестве исходной заготовки принимаем заготовку диаметром 236мм, длиной 214мм. Вес заготовки QII=14,2кг. Коэффициенты Кт,Кс,Кв,Км,Кп принимаем аналогично I варианту.
Стоимость заготовки;
Sзаг=[(34500/1000)* 14,2*1,0*1,0*0,84*0,8*1,0] – (14,2– 9,72)*(3560 / 1000)
Sзаг = 329,2 – 15,95 = 313,25 руб.
Экономический эффект от 1 варианта получения заготовки:
Э3 = (SзагII – SзагI) N
где SзагII, SзагI - стоимость заготовляемых заготовок, руб.
N - годовая программа;
N=1 000 комплектов.
Э3= (313,25–302,47) * 1000 = 10780 руб.
Вывод: Экономический эффект от заготовки полученной на кривошипных прессах составляет Э3=10780 руб. Принимаем заготовку, получаемую по I варианту.
3.2 Обзор возможных методов обработки основных поверхностей заготовки детали
Выбор методов обработки зависит, прежде всего, от требований, предъявляемых к данной детали в отношении точности выполнения размеров, технических требований и шероховатости поверхностей. Эти требования могут быть выполнены на различных станках, различными инструментами и различными способами обработки, при этом возникает задача выбора из нескольких вариантов обработки один, обеспечивающий наиболее экономичное решение и обеспечивающий изготовление изделий, отвечающих всем требованиям чертежа.
Намечая методы обработки детали, придерживаемся следующих правил:
- с целью экономии труда и времени на технологическую подготовку производства используем типовые технологические процессы обработки деталей и типовых поверхностей деталей;
- не проектировать обработку на уникальных станках: применение уникальных и дорогостоящих станков должно быть технически и экономически оправдано;
- использовать по возможности только стандартный режущий и измерительный инструмент;
- обрабатывать наибольшее количество поверхностей за одну установку;
- использовать наиболее совершенные формы организации труда.
Произведем экономическое обоснование принятого варианта обработки детали “опора” на токарно-центровом станке 16К20Ф3С49 и базового варианта обработки детали “опора” № 77.39.117-1А. на токарном гидрокопировальном станке мод. 1722.
В соответствии с положениями по оценке экономической эффективности новой техники признается наивыгодным тот вариант, у которого сумма текущих и приведенных затрат на единицу продукции будет минимальной. В число слагаемых суммы приведенных затрат включаем лишь те затраты, которые изменяют величину при переходе на новый вариант технологического процесса.
В эту сумму входит заработная плата операторам и наладчикам (основная и дополнительная) с начислениями на соцстрах, расходы на содержание и эксплуатацию машин и производственной площади и плата за фонды. Сумма этих расходов, отнесенная к часу работы машины, можно назвать часовыми приведенными затратами Сп.з. = Сз/М + Сч.з. + Ев(Ко + Кз) коп/час.
где Сз – основная и дополнительная заработная плата, а также начисления на соцстрах оператору и наладчику за физический час работы обслуживания машин, коп/час.
М – коэффициент многостаночности, принимаемый по фактическому состоянию на рассматриваемом участке.
Сч.з. – часовые затраты по эксплуатации рабочего места, коп/час.
Ен – нормативный коэффициент экономической эффективности капитальных вложений для машиностроения.
Ен = 0,2
Кс – удельные часовые капитальные вложения в станок, руб/ч
Кз - удельные часовые капитальные вложения в здание, руб/ч.
Основную и дополнительную заработную плату, а также отчисления на соцстрах (Сз) оператору и наладчику определяем по формуле:
Сз = Ст.ф. * 1,53 * К, руб/ч;
где Ст.ф. часовая тарифная ставка станочника третьего разряда.
Ст.ф. = 49,7 руб/ч
1,53 – суммарный коэффициент представляющий произведение следующих частных коэффициентов;
1,3 – коэффициент выполнения норм;
1,09 – коэффициент дополнительной зарплаты;
1,077 – коэффициент отчислений на соцстрах.
К – коэффициент, учитывающий зарплату наладчика.
К = (1,1 – 1,15)
Сз = 49,7*1,53*1,12 = 85,17 руб/ч
Для учета коэффициента многостаночности принимаем М=1.
Часовые затраты на эксплуатацию рабочего места Сч.з. = Сч.з(бу)*Км коп/ч,
где Сч.з(бу) – практические скорректированные затраты на базовом рабочем месте;
Сч.з(бу) = 44,8 коп/ч – для массового и серийного производства.
Км – машино-коэффициент, показывающий, во сколько раз затраты, связанные с работой данного станка больше чем аналогичные расходы у базового станка.
Для станков работающих неабразивным инструментом:
Км = [(3 Ц / 1000) + 0,48Ny + 0,54Рм + 0,4Рэ + И]*1/21,8;
где Ц – балансовая стоимость станка.
Балансовая стоимость станка 16К20Ф3С49:
Ц = 138000 руб.
Ny – установленная мощность двигателя, кВт;
Ny = 11 кВт.
Рм и Рэ – категория ремонтной сложности соответственно механической и электрической частей станка;
Рм = 14; Рэ = 14.
И – часовые затраты на возмещение износа металлорежущего инструмента, коп. И = 50,4 коп..
Км = [(3*138000 / 1000) + 0,48*11 + 0,54*14 + 0,4*14+ 50,4]*1/21,8 = 22,15.
Сч.з. = 44,8*22,15 = 992,26 коп/ч
Капитальные вложения в станок и здание определяем по формуле:
Кс = (6000*Ц*mп) / Тшт*N, коп/ч [5], (стр.44)
Кз = (F*75*6000*mп) / Тшт*N, коп/ч
F – производственная площадь, занимаемая станком с учетом проходов.
F = f * Kf, м2;
f – производственная площадь занимаемая станком.
f = 2,86 м2;
Kf – коэффициент, учитывающий дополнительную производственную площадь.
Kf = 3,5 [5], (стр.44)
F = 2,86* 3,5 = 10,01 м2;
mп – принятое число станков на операции
mп = 1
Тшт = 2,226 мин
N – годовая программа;
N = 1 000 шт.
Кс = (6000*138000 *1) / 2,226 *1000 = 371967,7 коп/ч
Кз = (10,01*75*6000*1) / 2,226 *1000 = 2023,6 коп/ч
Сп.з = 8517 + 992,26 + 0,2*(371967,7+2023,6) = 84307,5 коп/ч
Стоимость механической обработки на рассматриваемой операции
Со = (Сп.з.* Тшт) / 60 = (84307,5*2,226) / 60 =руб.