Разработка технологического процесса изготовления детали "Пробка" (стр. 2 из 5)
б) Себестоимость заготовки, получаемой из проката
Если использовать круглый сортовой профиль общего назначения, то стоимость заготовок будет равна
Sзаг = М + ΣСоз ,
где М – затраты на материал заготовки, у.е.;
SСоз – технологическая себестоимость операций, у.е..
,где Спз – приведенные затраты на рабочем месте, у.е./ч;
Тшт – штучное или штучно-калькуляционное время выполнения заготовительной операции, мин.
,где S – цена одного килограмма заготовки, у.е..
Если заготовку из проката отрезать на абразивно-отрезных станках, то Спз = 121 у.е./ч, Тшт = 1,2 мин [1]. Тогда
Согласно справочным данным [1] S = 136 у.е. за одну тонну. Следовательно, учитывая (4),
Sзаг = (1,2·136)/1000 – (1,2 – 0,615)·25/1000 + 0,0242 = 0,172 (у.е.)
Как видно, заготовка из проката оказалась намного дороже. Но т.к. у нас среднесерийное производство и для получения заготовки методом литья ещё необходима дорогая форма, то в итоге получении заготовки литьем будет стоить дороже, чем получение прокатом. Т.о. мы будем изготавливать заготовку прокатом.
Сравним два варианта технологического маршрута по минимуму приведенных затрат.
а) При использовании токарно-винторезного станка 1А616 часовые приведенные затраты равны
Спз = Сз + Счз + Ен·(Кс + Кз),
где Сз – основная и дополнительная зарплата с начислениями, у.е./ч;
Счз – часовые затраты по эксплуатации рабочего места, у.е./ч;
Ен – нормативный коэффициент экономической эффективности капитальных вложений;
Кс и Кз – удельные часовые капитальные вложения соответственно в станок и в здание, у.е./ ч.
Сз = ε·Стф ·k·y,
где ε – коэффициент, учитывающий дополнительную зарплату;
Стф – часовая тарифная ставка станочника-сдельщика, у.е./ч;
k – коэффициент, учитывающий зарплату наладчика;
y – коэффициент, учитывающий оплату рабочего при многостаночном обслуживании.
Примем ε = 1,53; Стф = 67 у.е./ч; k = 1; y = 1 [1]. Тогда
Сз = 1,53·67·1·1 =102,51 (у.е./ч)
Часовые затраты по эксплуатации рабочего места:
где
– практические часовые затраты на базовом рабочем месте, у.е./ч;Км – коэффициент, показывающий, во сколько раз затраты, связанные с рабо-той данного станка, больше, чем аналогичные расходы у базового станка.
Примем
= 36,3 у.е./ч, для токарно-винторезного станка Км = 0,9. 
Удельные часовые капитальные вложения в станок:
Кс = (100·Ц)/(Fд·ηз) ,
где Ц – балансовая стоимость станка, у.е.;
Fд – действительный годовой фонд времени работы станка, ч;
hз – коэффициент загрузки станка.
По справочным данным [1] берем для токарно-винторезного станка Ц = 9390 у.е.,Fд = 4029 ч, hз = 0,97. Тогда
Кс = (100·1750)/(4029·0,97) = 44,8 (у.е./ч)
Удельные часовые капитальные вложения в здание:
Кз = 7840·F/( Fд·ηз),
где F – производственная площадь, занимаемая станком с учетом проходов, м2:
F = f·kf,
где f – площадь станка, м2;
kf – коэффициент, учитывающий дополнительную производственную площадь проходов. Согласно [1] f = 1,9 м2, kf= 4. Тогда удельные часовые капитальные вложения в здание с учетом (10) равны
Кз = 7840·1,9·4/(4029·0,97) = 15,2 (у.е./ч)
Принимаем Ен = 0,15. Тогда
б) При использование токарно-копировального многорезцового полуавтомата 1Н713, приведенные затраты рассчитываются также:
Сз = 1,53·67·1·1 =102,51 (у.е./ч)
(у.е./ч)
у.е./ч. 
у.е./ч. 
у.е./ч.Итак, часовые приведенные затраты на изготовление детали на токарно-винторезном меньше, чем на токарно-копировальном станке и т.к. стоимость первого гораздо меньше второго, поэтому будем использовать токарно-винторезный станок. Т.о. после прокатки заготовка будет обработана на токарно-винторезном станке 1А616, горизонтально-фрезерном станке 6Р81Г .
4. ОБОСНОВАНИЕ МАТЕРИАЛА
Пробка должна быть изготовлена из стали 45 ГОСТ 1050-74. Ее химический состав сведен в таблице 1, механические свойства – в таблице 2, физические свойства – в таблице 3.
Таблица 1. Химический состав стали 45 ГОСТ 1050-74, %
| C | Si | Mn | S, не более | P, не более | Ni | Cr |
| 0,40…0,50 | 0,17…0,37 | 0,50…0,80 | 0,045 | 0,045 | 0,30 | 0,30 |
Таблица 2. Механические свойства стали 45 ГОСТ 1050-74
| T, МПа | вр, МПа | 5, МПа | , % | aн,Дж/см2 | HB (не более) | |
| не менее | горячекатаной | отожженной | ||||
| 360 | 610 | 16 | 40 | 50 | 241 | 197 |
Таблица 3. Физические свойства стали 45 ГОСТ 1050-74
| Температура испытания, °C | 20 | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 | 900 |
| Модуль нормальной упругости, ГПа | 200 | 201 | 193 | 190 | 172 | – | – | – | – | – |
| Модуль упругости при сдвиге кручением, ГПа | 78 | – | – | 69 | – | 59 | – | – | – | – |
| Плотность, кг/см3 | 7826 | 7799 | 7769 | 7735 | 7698 | 7662 | 7625 | 7587 | 7595 | – |
| Коэффициент теплопроводности, Вт/м·°С | – | 48 | 47 | 44 | 41 | 39 | 36 | 31 | 27 | 26 |
| Коэффициент линейного расширения | 11,9 | 12,7 | 13,4 | 14,1 | 14,6 | 14,9 | 15,2 | – | – | – |
| Удельная теплоемкость, Дж/кг·°С | 473 | 498 | 515 | 536 | 583 | 578 | 611 | 720 | 780 | – |
Пробка, очевидно, должна будет обладать высокой износостойкостью, поэтому для изготовления этой детали наиболее целесообразно использовать именно такой материал. Заменителями стали 45 могут служить стали 40Х, -50, -50Г2. Но в нашем случае сталь 45 полностью удовлетворяет всем требованиям.
5. ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ И ИНСТРУМЕНТА
Выбор оборудования и инструмента является одним из основных этапов разработки технологического процесса. Выбор оборудования производится по главному параметру, в наибольшей степени выявляющему его функциональное значение и технические возможности. При выборе оборудования учитывается минимальный объём приведенных затрат на выполнение технологического процесса при максимальном сокращении периода окупаемости затрат на механизацию и автоматизацию. Станки для проектируемого технологического процесса выбираются по результатам предварительного анализа возможных методов обработки поверхности, точности, шероховатости поверхности, припуска на обработку, режущего инструмента и типа производства.
Для изготовления детали “Пробка” использованы следующие станки: деталь будем изготавливать на токарно-винторезном станке 1А616. На мой взгляд, этот станок наиболее эффективен для изготовления этой детали с экономической точки зрения. Станок имеет небольшие габаритные размеры, сравнительно небольшой мощности и полностью подходит по параметрам для изготовления детали “Пробка”. Приведем некоторые технические характеристики этого станка:
Табл.4 – Техническая характеристика станка 1А616.
| Цена и техническая характеристика | 1А64 |
| Цена, у.е. | 1750 |
| Наибольший диаметр обработки над станиной, мм | 320 |
| Расстояние между центрами, мм | 750 |
| Наибольший размер обрабатываемой заготовки над суппортом, мм | 175 |
| Наибольший диаметр обрабатываемого прутка, мм | 34 |
| Количество ступеней частоты вращения шпинделя | 21 |
| Частота вращения шпинделя, мин-1 | 9…1800 |
| Конец шпинделя по ГОСТ | 1-6К 12595 – 72 |
| Конус Морзе | №5 |
| Конус Морзе пиноли задней бабки | №4 |
| Наибольшее сечение резца резцадержателя суппорта, мм | 25×25 |
| Мощность электродвигателя, кВт | 4 |
| Габариты станка, мм | 2335×852 |
Для фрезерования используем вертикально-фрезерный станок 6Р81Г с торцевой фрезой. Станок предназначен для фрезерования различных деталей из стали, чугуна и цветных металлов цилиндрическими, дисковыми, фасонными, концевыми, радиусными и другими фрезами. На станке можно обрабатывать вертикальные, горизонтальные и наклонные плоскости, пазы быстрорежущим и твердосплавным инструментом.
Табл.5 - Техническая характеристика станка 6Р81Г.
| Цена и техническая характеристика | 6Р81Г |
| Цена, у.е. | 2550 |
| Расстояние от оси торца шпинделя до стола, мм | 50…410 |
| Расстояние от вертикальных направляющих до середины стола, мм | 180…390 |
| Размеры рабочего стола | 1000×250 |
| Расстояние торца шпинделя до подвески, мм | 495 |
| Количество скоростей шпинделя | 16 |
| Число ступеней подач стола | 16 |
| Частота вращения шпинделя, мин-1 | 50…1600 |
| Подача стола, мм/мин: продольных и поперечныхвертикальных | 25…8008,3…266,7 |
| Мощность электродвигателя, кВт:главного движенияподачи стола | 51,5 |
| Габариты станка, мм | 1560×2045 |
Для получения фасок будем использовать токарный проходной прямой резец с пластинами из твёрдого сплава по ГОСТ 18878-73.