Класс размерной точности отливки (8 -13) принят 11

Класс точности массы (5-13т), принят 10

Степень коробления (5 - 8), принята 7

Степень точности поверхностей отливки (9 -16), принята 13

Ряд припусков (5-8), принят 7

Минимальный литейный припуск 0,8мм

. Экономическое сравнение вариантов заготовки

ЭКОНОМИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ ДВУХ СПОСОБОВ ПОЛУЧЕНИЯ ОТЛИВКИ

Рыночная цена 1 тонны металла для отливки 10000 рублей.

Годовая программа выпуска отливки N = 9000 штук в год.

Зная массу отливки кокильной и в ОПФ, годовой выпуск и стоимость 1 т. металла по программе effect.exe на кафедре УКиМ производится экономическое сравнение вариантов заготовки. Результат - в приложении .

Экономическое сравнение показало, что деталь дешевле при кокильной отливке. Дальнейшие расчеты и чертеж выполняются только для кокиля.

Для стандартной записи массы на чертеже отливки нужно знать массу припусков и напусков (уклоны и не получаемые в отливке отверстия). В данном случае масса припусков определяется как масса четырех колец и одного цилиндра. Внутренний диаметр колец равен соответствующим средним диаметрам детали di, а наружные - соответствующим им диаметрам отливки Дi.

Масса припуска на поверхности 5 (d5 = 51,9; Д5 = 53,9)

П1 = 7,2×0,25×3,14(53,92 - 51,92)×15×10-6 = 0,017 кг

Масса припуска на второй поверхности (d2 = 87,2; Д2 = 85,6)

П2 = 7,2×0,25×3,14(87,22 - 85,62)×11,2×10-6 = 0,018 кг

Масса припуска на торце 3 (d3 = 51,9; Д3 = 85,6)

Т3 = 7,2×0,25×3,14(85,62 - 51,92)×0,8×10-6 = 0,003 кг

Т1 = 7,2×0,25×3,14×85,62×0,6×10-6 = 0,029 кг.

Масса припуска на торце 6 (d6 = 44,1; Д6 = 51,9)

Т6 = 7,2×0,25×3,14×(51,92 - 44,12)×0,6×10-6 = 0,001 кг.

Суммарная масса припусков на отливке

SП = П1 + П2 + Т1 + Т3 + Т6 = 0,068 кг.

Мас са напусков будет складываться из массы металла m1, уходящего в стружку при сверлении 4-х отверстий, а также уклонов на поверхностях 2 и 5, массу которых обозначим m2 и m5 соответственно

 г

2 определяется как разность массы наружных усеченных конусов объемами V2 (для определения m2) и V1 (для m5) и массы цилиндров Æ87,2 мм и 53,9 мм.

 г

 г

Масса напусков

н = m1 + m2 + m5 = 21 г

Следовательно, на чертеже отливки следует записать:

Масса 0,49 - 0,07 - 0,02 - 0,58 кг.

. Вычерчивание заготовки производится по более дешевому варианту - в кокиль

Чертеж отливки - в приложении. Чертеж выполняется на стандартном формате, со стандартной основной надписью, в соответствии со стандартами ЕСКД.

. Экономическое сравнение двух вариантов обработки одной поверхности

Сравним 2 варианта сверлильной операции: I вариант - сверление 4-х отверстий Æ9 на одношпиндельном сверлильном станке по-одному; II вариант - сверление одновременно 4-х отверстий на многошпиндельном станке.

Твердость СЧ15 по ГОСТ 1412-79 названа НВ = 163 - 229.

Обработка отверстий - однократная, состоит только из сверления глубина резания t при сверлении принимается равной t = 0,5d (d - диаметр сверла).

Определим режимы резания и нормы времени для I варианта.

Для серого чугуна при НВ < 229 и диаметра сверла 9 мм с режущей частью из твердого вольфрамокобальтового сплава ВК-8 (т.к. сталь Р18 сейчас применяется редко из-за дефицитности вольфрама) в условиях средней жесткости системы СПИД (станок - приспособление - инструмент - деталь) принимаем подачу S = 0,2 (0,25) мм/об сверла. Скорость резания табличная Vт = 72 м/мин. Глубина отверстия по чертежу детали lобр = 10 мм < 3d (d = 9 мм). Поэтому поправочный коэффициент на величину скорости резания Klv = 1. таким образом Vрез = Vт = 72 м/мин.

По карте 70 мощность, потребная на резание N = 1,4 КВт.

Основное время

.

В нашем случае lвп = 5 мм (для сверла с одинарной заточкой).

Число оборотов сверла в минуту:

.

Тогда  мин.

Для определения tв, Топ, Тшт, Тшк берем «Общемашиностроительные нормативы времени вспомогательного, на обслуживание рабочего места и подготовительно-заключительного …» [6].

Деталь не большая и будет обрабатываться на вертикально-сверлильных станках с применением кондуктора для закрепления детали и обеспечения точности расположения отверстий.

Для начала определяется вспомогательное время на установку и снятие детали в кондукторе tв1 = 0,14 мин. Затем определяется вспомогательное время на проход tв2 = 0,06 мин, которое тратиться на подвод сверла, включение подачи, выключение подачи, отвод сверла. На приемы, не вошедшие в комплексы tв3 = 0,015 мин - на перемещение кондуктора (в данном случае).

Время на обслуживание рабочего места aобс = 3,5% от Топ .

Время перерывов на отдых и личные надобности (стр. 203) aолн = 4% от Топ.

Слагаемые подготовительно-заключительного времени Тпз.

А = 11 мин - на наладку станка, инструмента и приспособлений.

Б = 0 - на дополнительные приемы (в данном случае они не нужны).

В = 7 мин - на получение инструмента и приспособлений до начала и сдачу их после окончания обработки партии деталей.

Тпз = А + Б + В = 11 + 0 + 7 = 18 мин

Оперативное время:

Топ = SТо + SТв = 4× То + tв1 + 4 (tв2 + tв3) = 4×0,023 + 0,14 + 4(0,06 + 0,015) = 0,532 мин

Штучное время

 = 0,572 мин

Штучно-калькуляционное время

Тшк = Тшт + Тпз/n,

n - партия запуска; n = 583 шт.

Тшк = 0,572 + 18/583 = 0,603 мин

При расчете Тшк по II варианту (сверление 4-х отверстий одновременно на многошпиндельном станке) порядок расчета и ряд значений величин останутся прежними.

Изменятся:в2 = 0,08 (т.к. станок должен быть мощнее, чем в I варианте, берется станок III группы).

В формуле Топ все коэффициенты 4 меняются на 1.

аобс = 4% от Топ

аолн = 4% от Топ (как и в первом варианте подача - механическая).

А = 15 мин, т.к. берется многошпиндельный станок III гр.

Б = 0

В = 7 мин

При расчете Vрез по II варианту вводится понижающий коэффициент, зависящий от числа инструментов в многоинструментальной наладке (см. табл. ниже) Чем больше инструментов в наладке, тем сложнее ее составить и тем больше должна быть стойкость инструмента, т.е. реже переналадки.

м = k×Vo,

здесь Vм - скорость резания при многоинструментальной обработке, Vо - при одноинструментальной.

Число инструментов в наладке - 5, сл. K = 0,75

ой вариант:= 0,2 мм/об

Поправочный коэффициент Кlv = 1,0

 - берем n = 1600 об/мин (по станку)

Пересчет скорости дает

 м/мин

 мин

Время на проход tв2 = 0,08 мин

Вспомогательное время на установку и снятие детали tв1 = 0,12 мин

аобс = 4% от Тoп

аолн = 4% от Тoп

Подготовительно-заключительное время:

А = 15 мин; Б = 0 мин; В = 7 мин

Тпз = А + Б + В = 22 мин

Тoп = 0,0469 + 0,08 + 0,12 + 0,015 = 0,26 мин

 мин

 мин

а) Расчет потребности оборудования Qp по вариантам техпроцесса. Расчетное число станков.

где N - годовая программа выпуска,

qч - часовая производительность, qч = 60 / tшк, шт/ч,

Фд = 4015 ч/год - действительный фонд времени,

Кв = 1,1 - коэффициент, учитывающий выполнение норм,

Кр - коэффициент, учитывающий затраты времени на ремонт оборудования,

Кр = 1 - 0,01ГР,

где ГР - группа ремонтной сложности оборудования,

ГР = ГРм + 0,25ГРэ,

ГРм - механической части, ГРэ - электрической [4, табл.8.1]

Кз - коэффициент загрузки каждого типа станка,

Кз = Qp/Qп, где Qп - принятое целое значение числа станков, полученное округлением Qp до ближайшего большего целого числа.

1ый вариант:  шт/ч

для одношпиндельного станка

Н118

ГРп = 5,5 + 0,25×5,5 = 6,9

Кр = 1 - 0,01×6,9 = 0,9

Станков2ой вариант:

 шт/ч

для многошпиндельного станка

М150

ГРп = 15 + 0,25×17,5 = 19,375

Кр = 1 - 0,01×19,375 = 0,806

б) Расчет себестоимости вариантов технологической операции.

Цеховая себестоимость изготовления одной детали:

, руб/дет, где

Сцч - цеховая себестоимость часа работы станка, коп/ч.

Цеховая себестоимость изготовления всех N = 7000 деталей за год: Сц = Сц1×N, руб.

1ый вариант: Сцч = 478 коп/ч  руб/дет

Сц = 7000×0,040 = 280 руб2ой вариант:

Сцч = 548 коп/ч

 руб/дет

в) Расчет капитальных вложений

Капитальные вложения в технологическое оборудование:

Кот = Цот×Qn×M0, руб.

Где Цот - балансовая стоимость оборудования, руб.

М0 - коэффициент занятости технологического оборудования.

,

где Траб - годовой объем работ по данной детали.

, ч

Тро - общее время работы оборудования за год

Тро = Фд×Кр, ч

1ый вариант: Тро = 4015×0,931 = 3738 ч  ч

Кот = 721×1×0,019 = 13,699 руб.2ой вариант:

Тро = 4015×0,806 = 3236,1 ч

 ч

Капитальные вложения в здания:

Кзд = S×Ks×Qn×Ms×h×Ц, руб.

S = LB, L - длина, В - ширина станка

Кs - коэффициент дополнительной площади:

М - коэффициент занятости площади, принимаемый равным М0

h - высота здания в метрах (для деталей менее 30 кг - 5 м, более 30 кг - 10 м)

Ц - цена 1 м3 здания (10 руб/м3)

1ый вариант: S = 0,87×0,59 = 0,51 м2

Кзд = 0,56×20,6×1×0,024×5×10 =13,84 руб2ой вариант:

S = 2,93×0,89 = 2,6 м2

Т.к. приспособление (кондуктор) и инструмент в обоих вариантах одинаковы, то капитальные вложения в оснастку не учитываются.

Суммарная величина капиталовложений:

К = Кот + Кзд

г) Расчет приведенных затрат

Сп = Сц + å×К, руб

где å = 0,15- норма эффективности дополнительных капитальных вложений

д) Экономия по приведенным затратам

DСп = Сп1 - Сп2

DСп = 292,13 - 173,86 = 118,27 руб

Т.о. выгоднее 2 вариант.

8. Оформление операционных карт на два сравниваемых в VII этапе метода осуществления одной операции и маршрутных карт всего техпроцесса

Операционные и маршрутные карты заполняются согласно указаниям. Если операционный эскиз одинаков для обоих вариантов выполнения операции по VII этапу, то он выполняется только на одном варианте операционной карты; карта на второй вариант заполняется без эскиза. Примеры заполненных карт для рассматриваемой крышки - в ПРИЛОЖЕНИИ .

. Выбор оборудования для выполнения определенных технологических операций производится с учетом двух условий

1.    Технического: изготовленная деталь должна отвечать требованиям по точности выполняемых размеров и шероховатости обработанных поверхностей;

2.       Экономического: затраты на изготовление детали на данной операции должны быть минимальны.

Расчеты по экономическому условию проводятся только для одной операции (см. VII этап). Остальное оборудование выбирается с учетом рекомендаций в типовом процессе [2], размеров детали и требований к точности.

При обработке деталей машин на металлорежущих станках широко применяется разнообразная технологическая оснастка, т.е. совокупность различных технологических средств, включающих приспособления и инструменты - вспомогательные, режущие и измерительные.

Из нескольких подходящих вариантов нужно выбирать станок с минимальной стоимостью часа работы.

10. Выбор системы технологического оснащения

Целесообразность применения той или иной системы оснастки, как правило, определяется расчетом годовых приведенных затрат, величина которых на одну детале-операцию изменяется пропорционально времени выполнения работ технологической операции и наладки оснастки. Выбор выполняется по номограмме сравнительной экономической эффективности применения вариантов оснастки при механической обработке деталей общемашиностроительного применения.

N = 7000 шт/год

n = 583 шт

 = N/n = 7000/583 = 12

Где g - количество запусков партий в течении года

По этим данным и рис. 2 (см. ниже) выбирается система УНО (универсально - наладочная оснастка).

. Определение операционных припусков

При определении режимов резания одной из отправных точек является глубина резания t, определяемая припуском на обработку, который нужно по-возможности снимать за один проход.

Если поверхность обрабатывается однократно, то припуск равен указанному на чертеже заготовки (отливки, поковки).

У взятой в качестве примера крышки три поверхности обрабатываются двукратно: это цилиндр 5 и торцы 3 и 6. Эти поверхности сначала обтачиваются, а затем шлифуются. Припуск на сторону на шлифование цилиндра 5 равен 0,45:2=0,23 мм [1, табл. 28], торцов - 0,3 мм [1, табл. 31].

Припуск на однократное обтачивание этих поверхностей определится как разность полного припуска (указанного на чертеже отливки крышки и припуска на шлифование). Для цилиндра 5 это будет 1,0 - 0,23 = 0,77, а для торцев 3 и 6 это будет 0,8 - 0,3 = 0,5.

Рисунок 2. Номограмма выбора системы технологического оснащения

. Схемы обработки на 4х операциях обработки резанием

При этом желательно выбрать и черновую и чистовую, а если они есть - то и отделочную операции обработки. Примеры выполнения схем обработки крышки в ПРИЛОЖЕНИИ.

. Технологическая схема сборки типового узла

Объект сборки: входной вал редуктора, предназначенный для передачи крутящего момента со шпонки 9 на червяк 2.

На основе анализа посадок деталей можно заключить, что соединения деталей осуществляются:

а) простыми соединениями - посадки с зазором наружных колец шарикоподшипников 8, посадки крышек 3 и 4 в корпусе 1;

б) запрессовкой: посадки с натягом: внутренних колец шарикоподшипников 8 на вал 2, посадка шпонки 9 в пазу вала 4, посадка манжеты 6 на вал 2 и в гнездо крышки 3;

в) завинчиванием болтов 7 в крышку корпуса осуществляется соединением крышки корпуса с корпусом редуктора и фиксацию входного вала в осевом направлении..

Итак, состав схемы сборки выглядит следующим образом:

14. Расчленение объекта сборки на сборочные единицы разных порядков

На основе технологического анализа конструкции изделия необходимо применять осевую сборку. Радиальная сборка невозможна, потому как нет разъема корпуса по оси вала.

Изделие можно расчленить на 2 сборочные единицы первого порядка:

а) Сб1 - крышка в сборе, в базовую деталь крышку сквозную 3 сажают манжету 6.

б) Сб2 - вал в сборе: на базовую деталь вал 2 запрессовывают кольца подшипников 8..

Остальные детали и узлы будут собраны при общей сборке.

Технологическая схема сборки изделия состоит из трех частей: схема сборки первого узла, схема сборки второго узла и схема общей сборки.

Общая сборка заключается во вставлении вала с напрессованными внутренними кольцами подшипников 8, во вставлении наружных колец подшипников 8, крышек 3 и 4 с регулировочными прокладками 5 и завинчивании болтов 7, фиксирующих эти крышки.

Библиография

1.       Технология, машины и оборудование машиностроительного производства: Метод. указ. к курсовому проекту для студентов всех форм обучения факультета экономики и менеджмента в промышленности. Спец. 060801, 060816, напр. 521502 / Сост. Г.Н. Зайцев, В.Г. Семин. - СПб.: СПбГИЭА, 1996. 120с.

2.       Зайцев Г.Н., Салтыков В.А. Выбор типового технологического процесса механической обработки заготовки: Учеб.-метод. пособие по курсовому проектированию для студентов института экономики и менеджмента в промышленности. 2-е изд. перераб. и доп. - СПб.: СПбГИЭА, 1999. 148с.

.        Зайцев Г.Н. Правила оформления технологической документации: Учебное пособие. - СПб.: СПбГИЭУ, 2002. 135с.

.        Расчеты экономической эффективности новой техники: Справочник 2-е изд. перераб. и доп. / Под общ. ред. К.М. Великанова. - Л.: Машиностроение, 1990. 448 с.

.        Общемашиностроительные нормативы режимов резания для технического нормирования работ на металлорежущих станках. Ч. 1. Токарные, карусельные, токарно-револьверные алмазно-расточные, сверлильные, строгальные, долбежные и фрезерные станки. 2-е изд. - М.: Машиностроение, 1974. 415 с.

6.        Общемашиностроительные нормативы времени вспомогательного, на обслуживание рабочего места и подготовительно-заключительного для технического нормирования станочных работ. Серийное производство. 2-е изд. уточнен. и доп. - М.: Машиностроение. 1974. 422 с.