Курсовая работа: Разработка технологического процесса обработки вала-шестерни

Количество деталей в партии для одновременного запуска определяем упрощенным способом:

где а — периодичность запуска в днях (по рекомендациям — 6).

Корректировка размера партии, определение расчетного числа смен на обработку сей партии деталей на основных рабочих местах:

где Тшт-кср - среднее штучно-калькуляционное время по основным операциям, мин.

Расчетное число смен округляем до принятого целого числа спр=7. Определяем число деталей в партии, необходимых для загрузки оборудования на основных операциях в течение целого числа смен:

где 476 - действительный фонд времени работы оборудования в смену, мин; 0,8 - нормативный коэффициент загрузки станков в серийном производстве.

Определения такта выпуска:

 мин.

1.4 Выбор исходной заготовки и метода ее изготовления

Выбор вида и метода получения заготовки

Заготовками для деталей типа вал наиболее часто служит либо сортовой прокат, либо штамповка. Так как данный вал относится к средним и крупным валам сложной конфигурации, с большим перепадом диаметров, а так же производство вала мелкосерийное, то целесообразнее использовать способ штамповки.

Рассчитаем стоимость заготовительной операции для двух способов получения заготовки.

Общие исходные данные:

Материал детали: Сталь 45Х.

Масса детали: q = 27,8 кг.

Годовая программа: N =3700 шт.

Производство: мелкосерийное

Таблица 4.2

Стоимость заготовки по первому варианту:

Коэффициент использования материала:

Себестоимость заготовок из проката:

Sзаг1 = Q×S/1000 – (Q - q)×Sотх/1000 + åCо.з., руб.,

где åCо.з. – суммарная технологическая себестоимость операции правки и отрезки прутка:

Cо.з. = Сп.з.×Тшт(ш-к)/(60×100), руб.,

где Сп.з. – приведённые затраты на рабочем месте, коп/ч;

Тшт(ш-к) – штучно-калькуляционное время выполнения заготовительной операции:

Тшт(ш-к) = jк×То ,

где jк – коэффициент; То – основное технологическое время, мин

Определяем технологическую себестоимость операции резки и правки.

Из [11, стр.30 и 146] для резки определяем:

Сп.з. резки = 121 коп/ч; Сп.з. правки = 250 коп/ч;

Т0 = 0,19×D2×10-3 = 0,19×1802×10-3 =6,16 мин.

Тшт(ш-к) = 2,14×6,16 = 13,17 мин., где jк= 2,14;

Cо.з. = (121+250)×13,17/(60×100) =0,81 руб.;

Отсюда находим общую себестоимость заготовки из проката:

Sзаг1= (86,85×164/1000 – (86,8 – 27,8)×28/1000 + 0,81) = 1340,4 руб

Стоимость заготовки по второму варианту:

Коэффициент использования материала:

Себестоимость заготовок из штамповки:

Sзаг2=(Сi×Q×kтkсkвkмkп)/1000 – (Q - q)×Sотх/1000, руб.,

где kт, kс, kв, kм, kп – коэффициенты зависящие от класса точности, группы сложности, массы, марки материала и объема производства заготовок.

Из [11, табл. 2.12–2.13, стр.37-38] находим: kт = 1; kc = 0,87; kв = 0,73; kм = 1.3; kп = 1;

Отсюда находим стоимость заготовок получаемых таким методом:

Sзаг2 = ((254×32,6×1×0,87×0,73×1,3×1)/1000 – (32,6 –27,8)×28/1000)×100 = 581,5 руб.

Экономическое обоснование выбора заготовок:

Определяем экономический эффект для сопоставления способов получения заготовок:

Эз = ( Sзаг1 - Sзаг2)×N = (1340,4 - 581,5)×3700/1000 =2808,17 тыс. руб.

Таким образом, использование штамповки на молотах в качестве заготовки является более экономичным.

1.5 Разработка маршрута обработки.

Технология изготовления вала.

Технологические базы: центровые отверстия и торец.

Конструкторская база: ось подшипниковых шеек вала и торец.

1.5.1 Маршрут

1. Фрезерование торцов, зацентровка вала на двухсторонних фрезерно-центровальных полуавтоматах с базированием по черным шейкам и торцу вала.

2. Черновая токарная обработка на токарно-гидрокопировальных станке с базированием по центровым отверстиям, с одной и другой стороны.

3. Улучшение.

4. Чистовая токарная обработка на токарно-гидрокопировальных станке с базированием на центровые отверстия в 2 операции – с одной и другой стороны.

5. Тонкое токарная обработка на токарно-винторезном станке с базированием по центровым отверстиям, с одной и другой стороны.

6. Фрезерование зубьев на зубофрезерном станке с базированием на центровые отверстия.

7. Шлифование зубьев на зубошлифовальном станке.

8. Фрезерование шпоночного паза на шпоночно-фрезерном станке с базированием по шейкам вала.

9. Шлифовальная обработка на круглошлифовальном станке с базированием по центровым отверстиям.

10. Резьбонарезная обработка на токарно-винторезном станке станках с базированием по центровым отверстиям.

1.5.2 Сравнение вариантов обработки.

Соответственно чертежу детали, каждая поверхность имеет свои требования по шероховатости, точности. Нередко случается так, что деталь можно обработать несколькими методами, которые дадут одинаковую точность на выходе. В качестве примера сравним два варианта обработки по технологической себестоимости:

1)       В первом варианте шлифование ведется на круглошлифовальном станке 3Б153Т.

2)  Во втором варианте обработка ведется на токарно-винторезном станке 16К20П.

Первый вариант:

Обработка на круглошлифовальном станке 3Б153Т: Ц = 1276000 руб.; площадь станка в плане - f = 2,26×1,92×0,97 = 4,2 м2; 2-й разряд работы; режим работы - односменный при 41-часовой рабочей неделе; действительный годовой фонд работы оборудования Fд = 4029 ч.; Ен = 0,15; hз = 0,6 – коэффициент загрузки станка. [11, табл. 4.16, стр.173-174]

Часовые приведенные затраты определим по формуле:

Сп.з. = Сз + Сч.з.+ Ен(Кс + Кз),

где Сз – основная и дополнительная зарплата с начислениями, коп/ч.; Сч.з. – часовые затраты по эксплуатации рабочего места, коп/ч.; Ен – нормативный коэффициент экономической эффективности капитальных вложений; Кс , Кз – удельные часовые капитальные вложения соответственно в станок и здание, коп/ч.

Основная и дополнительная зарплата с начислениями и учётом многостаночного обслуживания рассчитывается по формуле:

Сз = Стф×e×k×y,

где e = 1,53 – коэффициент, учитывающий дополнительную зарплату; Стф – часовая тарифная ставка станочника сдельщика соответствующего разряда, для 2-го разряда из [11, табл. 2.14] Стф = 54,8 коп/ч.; k – коэффициент, учитывающий зарплату наладчика, для среднесерийного производства k = 1; y – коэффициент, учитывающий оплату рабочего при многостаночном обслуживании, при обслуживании 1-го станка y = 1.

Сз = 54,8×1,53×1×1 = 83,8 коп/ч.

Определяем часовые затраты по эксплуатации рабочего места

Сч.з. = Сб.п.ч.з.×kм ,

где Сб.п.ч.з – практические часовые затраты на базовом рабочем месте, для крупносерийного производства Сб.п.ч.з =36,3 коп/ч.

Сч.з. = 36,3×1,8 = 65,34 коп/ч.

Определяем скорректированные затраты по эксплуатации рабочего места:

Скч.з .= Сч.з.×j/1,14 коп/ч.,

где j - поправочный коэффициент

j = 1 + [a×(1 - hз)/hз] = 1 + [0,36×(1 - 0,8)/0,8] = 1,09

Скч.з =65,34×1,09/1,14 = 62,5 коп/ч.

Кс = Ц×100/(Fд×hз) = 1276000×100/(4029×0,8) = 39588 коп/ч.

Производственная площадь, занимаемая станком с учётом проходов, м2:

F = f×kf = 4,2×3 = 12,6 коп/ч.

Кз = F×7840×100/(Fд×hз) = 12,6×7840×100/(4029×0,8) = 10,2 коп/ч.

Определяем часовые приведенные затраты:

Сп.з. = 83,8+65,34+0,15×(39588+10,2) = 6086,1 коп/ч.

Технологическая себестоимость операции механической обработки (коп/ч.)

С‘о = Сп.з.×Тшт/(60×kв),

где kв = 1,3 – коэффициент выполнения норм

Тшт =0,00017×d×l×jк =0,00017×60×61×2,1 = 1,15 мин

С‘о = 6086,1×1,15/(60×1,3) = 89,7 коп/ч.

Аналогично просчитываем и второй вариант.

Второй вариант:

Обработка на токарно-винторезном станке 16К20П: Ц = 599500 руб.; f = 2,505×1,19×0,97 = 2.9 м2; 2-й разряд работы; режим работы - односменный при 41-часовой рабочей неделе; действительный годовой фонд работы оборудования Fд = 4029 ч.; Ен = 0,15. [11, табл. 4.7, стр.163]

Сп.з .= Сз + Сч.з.+ Ен×(Кс + Кз);

Сз = Стф×e×k×y = 54,8×1,53×1×1 = 83,8 коп/ч.

Сч.з.= Сб.п.ч.з.×kм = 36,3×1,6 = 58,08 коп/ч.

j = 1+[a(1 - hз)/hз] = 1 + [0,3×(1 - 0,81)/0,81] = 1,07

Скч.з .= Сч.з.×j/1,14 = 58,08×1,07/1,14 = 54,5 коп/ч.

Кс = Ц×100/(Fд×hз) = 599500×100/(4029×0,81) = 18370 коп/ч.

F = f×kf=2,9×3,5 =10,1 коп/ч.

Кз = F×7840×100/(Fд×hз) = 10,1×7840×100/(4029×0,81) = 24,3 коп/ч.

Сп.з. =83,8 + 58,08 + 0,15×(18370 +24,3) = 2897,5 коп/ч.

Тшт =0,00015×d×l×jк = 0,00015×60×61×2,14 = 1,33 мин

С‘’о = Сп.з.×Тшт/(60×kв) =297,5×1,33/(60×1,3) =49,4 коп/ч.

Определение приведённой годовой экономии

Эг = (C” o – C’o)×N = (89,7 – 49,4)×3700/100 = 1492 руб.

Таким образом, тонкое точение является экономически целесообразным способом обработки по сравнению с шлифованием.

1.6 Расчет припусков и технологических размерных цепей

Расчет припусков на механическую обработку производим расчетно-аналитическим методом и по таблицам. Расчет ведется для одного диаметрального и одного линейного размера. На остальные обрабатываемые поверхности припуски и допуски назначаем по таблицам ГОСТ 7505-89 (чертеж заготовки).

Заносим в таблицу 6.1 этапы технологического процесса обработки размера Æ60к6, а также соответствующие заготовке и каждому технологическому проходу значения элементов припуска. Так как в данном случае обработка ведется в центрах, погрешность установки в радиальном направлении равна нулю, что имеет значение для рассчитываемого размера. В этом случае эта величена исключается из основной формулы для расчета минимального припуска.

1.6.1 Расчет припусков и предельных размеров по технологическим переходам на обработку поверхности Æ60к6.

Таблица 6.1

Суммарная пространственная погрешность:

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6