Разработка технологического процесса механической обработки детали (стр. 4 из 17)

Условное число однотипных операций, выполняемых на одном станке в течении одного месяца при работе в две смены:

П_оi = η_н / η_з , (2.7)

где η_н - планируемый нормативный коэффициент загрузки станка (0,75);

η_з - коэффициент загрузки станка проектируемой (заданной) операцией:

η_з = Т_шт.N_м / (60F_мК_в), (2.8)

где Т_ш- штучно-калькуляционное время, необходимое для выполнения проектируемой операции, мин;

N_м - месячная программа выпуска заданной детали, шт.:

N_м = N_г / 12 = 150000 / 12 = 12500 шт, (2.9)

где N_г - годовой объем выпуска заданной детали, шт.:

F_м - месячный фонд времени работы оборудования в две смены, ч:

F_м = 4030 / 12 = 336 ч.

Следовательно:

П_оi = 60 F_мК_в η_н / (Т_шт.N_м), (2.10)

Необходимое число рабочих, для обслуживания одного станка (при работе в две смены):

Р_i = П_оiТ_шт.N_м / (60F_мрК_в), (2.11)

где F_мр – месячный фонд времени работы рабочего, F_мр = 176ч.

Результаты расчётов по приведенным выше зависимостям представлены в таблице 2.2.

Таблица 2.2. – Результаты расчётов

№ операции	Тшт.	ηз	Рi	Поi
005	1,94	0,60	1,43	0,81
010	0,77	0,48	1,43	2,04
015	1,26	0,79	1,43	1,25
020	9,22	0,96	1,43	0,17
025	1,24	0,77	1,43	1,27
040	1,80	0,56	1,43	0,88
045	2,57	0,80	1,43	0,61
050	0,45	0,28	1,43	3,49
055	0,39	0,24	1,43	4,03
065	0,97	0,60	1,43	1,62
100	1,14	0,71	1,43	1,38
∑	21,74	0,62 (ср.зн.)	15,75	17,55

Тогда коэффициент закрепления операции равен:

К_зо = 17,55/ 15,75 = 1,1.

Производство крупносерийное.

Решение о целесообразности организации поточной формы производства обычно принимается на основании сравнений заданного суточного выпуска изделий и расчетной суточной производительности поточной линии при двухсменном режиме работы и ее загрузке 65-75%.

Заданный суточный выпуск изделий:

N_c = N_г / 257 , (2.12)

где 257 - количество рабочих дней в году.

N_c = 150000 / 257 = 583,65 шт.

Суточная производительность поточной линии:

Q_c = F_cη_з / Т_ср , (2.13)

где F_c - суточный фонд времени работы оборудования (при двухсменном режиме работы-960мин.);

Т_ср - средняя станкоёмкость основных операций, мин.

Средняя станкоёмкость операций:

Т_ср = ∑Т_{шт i} / (nК_в), (2.14)

где Т_{шт i} -штучное время основной i-ой операции;

Кв - средний коэффициент выполнения норм времени;

n-количество основных операций.

Т_ср = 21,74 / (11 × 1,3) = 1,52.

Тогда:

Q_c = 960 × 0,62 / 1,52 = 392 шт. (2.15)

Так как заданный суточный выпуск изделий больше суточной производительности поточной линии N_c › Q_c при условии ее загрузки на 65-75% то применение однономенклатурной поточной линии целесообразно.

Такт производства определяем по формуле:

τ = 60 F_э / N_г = 60 × 4030 / 150000 = 1,61 мин. (2.16)

2.4. Выбор и экономическое обоснование метода получения заготовки

Согласно базовому варианту, заготовку получают на кривошипном горячештамповочном прессе, в открытых облойных штампах из прутка стали 25ХГТ диаметром 85 мм. Технологию получения заготовки можно представить в следующей последовательности:

1. Резка сортового проката, осуществляется на ножницах. Пруток предварительно нагревают ТВЧ, после отрезки получают цилиндр длиной 180

мм., массой 7,967 кг.

2. Загрузка разрезанного проката в накопитель перед нагревателем КИН-51.

3. Нагрев заготовки в нагревателе ТВЧ до температуры 1100 ¸1200 С⁰.

4. Транспортировка цепным транспортёром прутка к рабочей зоне пресса.

5. Штамповка на КГШП с усилием 25000 Н, температура штамповки 1200-900С⁰.

6. Транспортировка заготовки к ОГШП для обрезки облоя и прошивания отверстия, температура заготовки должна быть не менее 800-900С⁰, в противном случае требуется подогрев.

Масса заготовки после обрезки облоя составляет 5,6 кг. С учётом допускаемых отклонений на длину и диаметр проката масса обрезаемого облоя может колебаться в пределах 0,4 – 0,7 кг., около 0,3 кг., составляет вес перемычки.Штамповка в открытых штампах характеризуется тем, что штампы в процессе деформации остаются открытыми. Зазор между подвижной и неподвижной частями является переменным, в него выдавливается металл при деформировании, образуя заусенец, что существенно увеличивает расход металла, кроме того для обрезки заусенца (облоя) необходимо применять специальные обрезные пресса и штампы. Исследования показали, что при обработке штампованных заготовок большая часть отходов 70-80% приходится на припуск и заусенец.

Одним из путей совершенствования метода получения заготовки является безоблойная штамповка, т.е., штамповка в закрытых штампах. Однако основной трудностью при его применении является повышенные требования к точности отрезаемого прутка по массе (объёму).

Эта задача может быть решена в случае применения специальных отрезных станков, в частности станков фирмы «Кизерлинг» (ФРГ) моделей НТ-62, НТ-125 и т.д.

Особенностью этих машин является то, что во время резки два охватывающих режущих инструмента, приводятся в движение от двух маховиков с кулачками. В результате двустороннего отрезного удара металл срезается ровно. Производительность 150-300 дет/мин, допуск на длину заготовки ± 0,15 мм. поверхность среза получается чистой без заусенцев. В этом случае колебание объёма отрезаемого прутка будет в значительно меньших пределах и эта погрешность может быть скомпенсирована за счёт изменения толщины перемычки. При этом для прошивки отверстия в заготовке можно будет применять менее мощные и, как следствие более дешёвые пресса. Кроме того, способ получения заготовки в закрытых штампах позволяет повысить точность штамповки, а это значит снизить припуски на механическую обработку и как следствие снизить трудоёмкость изготовления изделия.

В настоящее время себестоимость заготовки по заводскому варианту составляет 1355 руб. для определения целесообразности изменения способа получения заготовки воспользуемся методикой изложенной в [ ].

Себестоимость заготовки с достаточной степенью точности можно определить по приведенной ниже зависимости:

(2.17)

где С_i – базовая стоимость 1т заготовок ,руб.;

Q – масса заготовки, кг.;

k_т, k_c, k_в, k_м, k_п, - Коэффициенты зависящие от класса точности, группы сложности, массы, марки материала и объема производства заготовок.

q – масса готовой детали, кг.;

S_отх – цена 1 т отходов, руб.;

С₄ = 373000 руб.;

Q = 5 кг.;

k_т = 1; k_c = 0,77_; k_в = 0,88; k_м = 1,21; k_п = 0,8;

q – 3,045 кг.;

S_отх = 25000 руб.;

руб.

Как видно из приведенных расчётов расчётная себестоимость заготовки получаемой в закрытых штампах ниже, экономия на материале составит при стоимости тонны стали 25ХГТ ГОСТ 4543-71 порядка 140884 .руб. и годовой программе выпуска шестерни 150000 шт. составит:

Э_м = N _г. × 0,6 = 150000 × 0,6 = 90000 кг. (2.18)

В денежном выражении:

Э_д = Э_м × 50000 = 90 × 140884 = 12,678 млн. руб. (2.19)

Кроме того, отпадает необходимость в оборудовании для обрезки облой, средняя стоимость пресса составляет 948520 руб. несложно подсчитать, что экономический эффект от внедрения предложенного метода без учёта стоимости пресса составит:

, (2.20)

где Со',Co'' - технологические себестоимости сравниваемых операций, руб;

N - годовая программа ;

тыс. руб,

Значит применение предложенного метода экономически целесообразно.

2.5. Выбор технологических баз

Рисунок 2.2. – Схема расположения базовых поверхностей

Точность обработки зубьев цилиндрических зубчатых колес в большой степени зависит от правильного выбора баз на зуборезных и зубоотделочных операциях и точности базовых поверхностей заготовок перед зубообработкой.

Базовыми поверхностями при обработке заготовок цилиндрических зубчатых колес могут быть поверхности, зависящие в первую очередь от конструктивных форм колес, требований к точности по техническим условиям и серийности выпуска.

При зубофрезеровании и зубошевинговании нашей шестерни за технологическую базу принимают отверстие 6, которое соответственно будет необходимо первоначально обработать. В период его обработки отверстие будет являться двойной направляющей базой. Второй технологической базой является торец зубчатого венца 3, который будет обрабатываться совместно с опорным торцом ступицы 4.

Все эти технологические и опорные базы должны обрабатываться раньше, чем нарезание зубьев, с целью исключения погрешности изготовления заготовки. Также нам необходимо придерживаться принципа сохранения баз для получения детали большей точности и исключение погрешностей переустановки.