Разработка технологии получения заготовки

Размещено на http://www.allbest.ru/

Разработка технологии получения заготовки «коронная шестерня» обработкой давлением и резанием

1. Разработка и описание вариантов маршрутной технологии получения заготовки «Коронная шестерня»

На выбор способа получения заготовки оказывают влияние программа выпуска (или тип производства: индивидуальное, мелкосерийное, серийное, крупносерийное, массовое), стоимость материала, себестоимость получения заготовки, себестоимость последующей обработки резанием и другие факторы. Критериями выбора получения заготовки могут служить требования к качеству и возможности обеспечения качества заготовок, а также себестоимость производства детали с учетом стоимости заготовки. В каждом конкретном случае эта задача решается на основании тщательных расчетов и экономических обоснований с учетом многих факторов. Однако иногда решение принимается на основании качественного анализа и приближенных оценок.

Например, в рассматриваемом случае производства коронной шестерни способ получения заготовки литьем не обеспечивает высоких механических свойств и благоприятной структуры материала вблизи внутренних поверхностей втулки, где впоследствии будут нарезаться зубья. Поэтому, отбросив способы литья, ограничимся рассмотрением следующих двух различных способов обработки давлением.

Первый способ заключается в ковке заготовки из круглого проката диаметром 250 мм на молоте с образованием внутренней полости заготовки в форме усеченной конической поверхности и полусферы и получением отверстия обработкой резанием.

Получение поковки из круглого проката диаметром 250 мм предполагает использование универсального и относительно недорогого кузнечного оборудования - молота, с изготовлением специальных инструментов - бойков. Однако вес заготовки при этом увеличенный, и для удаления напуска материала необходимо вводить дополнительные операции механической обработки. Для сравнения трудоемкостей получения заготовок условно включим эти дополнительные операции в технологию получения заготовки.

Предварительно штанга круглого проката диаметром 250 мм распиливается на заготовки требуемой длины: для последующей ковки или штамповки.

Рис. 1. Заготовка из проката (круг, D250 мм) (а), после ковки на молоте (б), после сверления (зенкерования) (в), после растачивания (г)

Для определения длины, веса и объема цилиндрической заготовки диаметром 250 мм необходимо вычислить объем и вес поковки (рис. 4.1). Для этого можно разбить реальную поковку на элементарные простые объемы:

. (4.1)

Длина цилиндрической заготовки должна быть:

. (4.2)

. (4.3)

Маршрутная технология получения заготовки по первому способу предусматривает:

10. Отрезание заготовки длиной 240_-5 мм от прутка диаметром 250 мм на дисковых пилах.

20. Нагрев заготовки до температуры 1200 С перед ковкой на молоте.

30. Осадку заготовки, высадку фланца и выдавливание полости на молоте.

40. Сверление отверстия диаметром 40 мм и длиной 122 мм, зенкерование отверстия до диаметра 100 мм.

50. Растачивание отверстия до диаметра 192⁺¹⁰ мм.

Согласно второму способу получения заготовки после осадки заготовки и наметки полости на молоте производится прошивка отверстия на прессе (рис. 4.2).

Объем заготовки по второму способу можно получить, скорректировав объем поковки: добавить объем половины шара радиусом и вычесть объем цилиндра диаметром D₆ и длиной :

= 7359375 мм³ (4.4)

Соответственно, масса штамповки будет: М_ш =57 кг60 кг

Маршрутная технология получения заготовки по второму способу предусматривает:

10. Отрезание заготовки длиной 150_-5 мм от прутка диаметром 250 мм дисковой пилой;

20. Нагрев заготовки до температуры 1200 С перед ковкой на молоте;

30. Осадку заготовки, высадку фланца и выдавливание полости на молоте;

40. Нагрев заготовки до температуры 1200 С перед прессованием;

50. Прошивку отверстия диаметром 192⁺¹⁰ на прессе;

60. Пробивку дна и обрезку заусенца.

Рис. 2. Заготовка: а) - после отрезки от прутка круглого проката, б) - после осадки, высадки фланца и полости заготовки на молоте, в) - после прошивки (выдавливания) отверстия, г) - после пробивки дна отверстия и обрезки заусенца

2. Разрезание прутков проката дисковыми пилами

Рассмотрим два варианта разрезания проката на заготовки дисковыми пилами, изготовленными из различных инструментальных материалов (рис. 3). По первому варианту дисковая пила диаметром 600 мм с числом зубьев Z=32 изготовлена из быстрорежущей стали Р6М5, по второму варианту зубья дисковой пилы изготовлены из твердого сплава Т5К10 (Р30).

Рис. 3. Схема разрезания проката дисковой пилой

Рис. 4. Кинематика разрезания дисковой пилой

При разрезании заготовки зуб дисковой пилы одновременно участвует в двух движениях: во вращательном движении резания со скоростью V и в движении подачи со скоростью S_м (рис. 4).

Минутная подача S_м выбирается по рациональной толщине срезаемого слоя а.

При резании кромкой с двумя вершинами образуется стружка неблагоприятной (коробчатой) формы, что снижает износостойкость пилы и препятствует увеличению толщины срезаемого слоя. Более благоприятной является схема резания, при которой у каждого зуба в работе участвует только одна вершина. Для этого делают «развод» зубьев, наклоняя их под углами в плане и наклона режущей кромки, рис. 4. Кроме того, часть кромки вблизи неработающей вершины срезают. Для повышения стойкости вблизи работающей вершины зуба целесообразно делать скругление при вершине радиусом r=0,5-1,0 мм или затачивать переходную кромку под углом 5, табл. 1.

Таблица 1. Геометрические параметры дисковой пилы

Обозначение перехода	Параметры дисковой пилы
	Dмм	z	Материал	ц о	цn o	г o	б о	л о	hз* мм	B мм
Оп. 10	600	32	Р6М5	87	5	10	10	3	1	7
	600	32	Т5К10	87	5	10	10	3	1	7

Рис. 5. Геометрические параметры зубьев дисковой пилы

Максимальную допускаемую толщину среза выбирают, руководствуясь допускаемой нагрузкой на зуб. Пусть в нашем случае a^*=0,1мм.

Поскольку деталь неподвижна, а подача осуществляется в направлении толщины срезаемого слоя, то подача на зуб равна толщине среза .

Число зубьев, одновременно участвующих в работе, зависит от угла контакта пилы с заготовкой и от угла между зубьями. Угол контакта пилы с заготовкой зависит от соотношения диаметров пилы и заготовки (рис. 6).

Рис. 6. Схема к определению угла контакта при отрезании прутка дисковой пилой

Глубина резания определяется углом в плане и длиной режущей кромки, участвующей в резании. Пусть в рассматриваемом примере t=7 мм.

Подача на оборот фрезы (пилы), имеющей 32 зуба, определяется по формуле:

В некоторых более совершенных конструкциях отрезных станков минутная подача регулируется непосредственно с помощью механизма подачи.

В более простых станках подача и рациональная толщина среза на зуб обеспечивается регулированием вертикальной силы P_v, уровень которой обеспечивается гидросистемой станка.

Фактическое усилие, необходимое для обеспечения требуемой толщины срезаемого слоя меняется в зависимости от ширины фаски износа зубьев и от числа зубьев, фактически одновременно находящихся в контакте с разрезаемым прутком (рис. 7).

Рис. 7. Зависимость силы подачи P_v от числа зубьев, одновременно находящихся в контакте с разрезаемой заготовкой при острой (h=0,1 мм) и затупившейся (h=1 мм) дисковой пиле

Таким образом, по мере приближения пилы к середине заготовки, а также по мере износа пилы рабочий должен увеличивать давление в гидросистеме, увеличивая тем самым силу подачи и обеспечивая примерно постоянную, оптимальную толщину срезаемого слоя.

Допускаемую скорость резания выберем по наибольшей температуре задней поверхности на изношенном зубе (h_з=1 мм).

В первом случае для быстрорежущей пилы _з =500 С, во втором - для твердосплавных зубьев _з =700 С. При температуре 400 С на передней поверхности зуба возникает устойчивый нарост, что облегчает процесс резания, снижает уровень вибраций. В этом смысле применение быстрорежущей пилы для разрезания прутка предпочтительнее, чем применение пилы с твердосплавными напаянными режущими пластинами, если только не требуется повышение производительности разрезания прутков на заготовки. Зависимость температуры от скорости резания рассчитывается с помощью программы. Таким образом, скорости резания равны 25 и 65 м/мин соответственно, а числа оборотов дисковой пилы 11 и 40 об/мин. Минутная подача S_м=S₀n.

Рис. 8. Влияние скорости резания на максимальную температуру задней поверхности режущего лезвия дисковой фрезы диаметром 600 мм, числом зубьев Z=32 мм при разрезании прутка стали 45, круг d=250 мм

Машинное время в первом варианте равно 7,2 мин, во втором - 2мин.

Таблица 2. Технологические параметры разрезания прутка дисковой пилой

Обозначение перехода	Режим резания
	tмм	? о	а*мм	Szмм/зуб	z	So мм/об	? оС	V м/мин	N об/мин	Sм мм/мин	Тм мин
Оп. 10	7	49,2	0,05	0,05	32	1,6	500	25	13	20,8	12,1
	7	49,2	0,05	0,05	32	1,6	800	65	40	64	3,9

Кроме скоростей вращения пилы, усилий подачи, времени разрезания, необходимо также знать требуемые мощности электропривода. Расчеты по программе дают для условий отрезания средней части прутка диаметром 250 мм изношенной пилой ( h=1 мм) сумму сил P_zi для Z=418 кН. При этом для скоростей 20 и 80 м/мин мощности разрезания будут около 6 кВт (для быстрорежущей пилы) и около 16 кВт (для твердосплавной пилы) соответственно (рис. 9).

Рис. 9. Сопоставление мощностей разрезания для быстрорежущей дисковой пилы D=600 мм, Z=32, b=7 мм и для такой же фрезы с твердосплавными зубьями

3. Нагрев заготовок «Коронная шестерня»

Расчеты показали, что для нагрева заготовки весом 60 кг до 1200 С требуется 46 МДж теплоты и примерно 16 мин времени, а для заготовки весом 90 кг - около 70 МДж теплоты и примерно 24 мин времени (рис. 10).

Рис. 10. Закономерности нагрева заготовок массой 60 кг и 90 кг в печи при температуре 1200 С

Если в печи одновременно нагревается 6 заготовок, то штучные времена нагрева одной заготовки будут соответственно около 2,7 мин и 4 мин. В условном переводе на электроэнергию при к.п.д. =0,1 для нагрева заготовки массой 60 кг потребуется около 130 кВт.час стоимостью около 150 руб, а для нагрева заготовки массой 92 кг - около 200 кВт.час стоимостью около 230 руб. (табл. 3).

Таблица 3.Затраты энергии на нагрев заготовок

M, кг	Q, МДж	Q/, МДж	Q,
60	46	460	130
92	70	700	200

4. Ковка на молоте, прошивка отверстия на прессе

Обоснуем выбор молота для ковки заготовки (рис. 11).

Рис. 11. Схема ковки с высадкой фланца и наметкой полости в подкладном штампе с фигурным бойком

Отношение высоты к диаметру:

Заготовка устойчива.

Сложную деформацию заготовки при ее ковке представим в виде суммы простых деформаций: осадки цилиндра с увеличением диаметра от 250 мм до 266 мм с соответствующим уменьшением высоты; высадки фланца с увеличением диаметра с 266 мм до 326 мм при высоте высаженной части 51,5 мм; прошивки отверстия диаметром 192 мм на длину 112 мм; осесимметричного сдвига части заготовки на угол 25 .

Работа деформации при осадке и высадке рассчитывается по формуле:

Предел текучести стали 45 при температуре =1100 С равен 35 МПа, коэффициент, учитывающий масштабный фактор, = 0,65; коэффициент динамичности К3. Итого .

Расчеты показали, что при осадке затрачивается 150 кДж, при высадке 265 кДж.

При прошивке полости работа деформации определяется следующим образом:

где отношение для схемы закрытой прошивки рассчитывается по формуле:

Расчеты показывают, что для D=260 мм и d=202 мм

=4,5

Работа осесимметричного сдвига на угол 25, соответствующего деформации определяется следующим образом:

32 кДж

Итого полная работа деформирования соответствует 1508 кДж.

Примем, что вся работа деформирования производится за n=10 ударов молота. То есть за 1 удар молота должна быть произведена работа:

Потенциальная энергия падающих частей молота при к.п.д. =0,8

Масса падающих частей

То есть необходим 10-тонный молот.

При разгоне падающих частей за счет повышенного давления пара вес падающих частей молота может быть несколько уменьшен, например, может быть использован 8-тонный молот.

При выборе пресса усилие складывается из давления на основание прошивня и силы трения о боковые поверхности прошивня (рис. 12).

Рис. 12. Схема прошивки отверстия на кривошипном горячештамповочном прессе

Температура деформирования существенно влияет на предел текучести. Уменьшение температуры от 1200 до 750 С приводит к повышению предела текучести от 25 до 150 МПа.

При температуре 900 С предел текучести , масштабный фактор =0,65, коэффициент динамичности К=2. Следовательно, Отношение рассчитывается по формуле (4.13). Расчеты показывают, что для D=260 мм и d=202 мм =4,5.

При этом давление на основание прошивня будет:

Итого = 27,3 МН.

Выбираем пресс с усилием не менее 30 МН.

При этом работа деформирования на пути S=0,21 м:

5. Сверление и зенкерование заготовок на вертикально-сверлильных станках

Поскольку, согласно первому варианту технологического процесса, отверстие диаметром 192⁺¹⁰ мм только намечено с одной стороны на операции ковки, с другой стороны оно сверлится, зенкеруется и растачивается.

Рис. 13. Схема сверления отверстия в заготовке на вертикально-сверлильном станке

Рис. 14. Схема компоновки вертикально-сверлильного станка

Сверление и зенкерование производится на вертикально-сверлильном станке, растачивание отверстия - на токарно-карусельном станке (рис. 14).

Рис. 15. Геометрические параметры спирального сверла

Отношение длины сверления к диаметру меньше 4:

Это означает, что процесс сверления может производиться непрерывно, без остановок для удаления стружки.

Рациональные подачи могут быть выбраны по справочнику с учетом прочности и жесткости сверла, а также жесткости и мощности станка. Выбираем s=0,5 мм/об.

Скорость резания назначается либо по эмпирическим табличным данным, нормативам, либо рассчитывается по эмпирическим или теоретическим формулам, либо назначается по рациональной температуре, которая, в свою очередь, может быть вычислена по описанным выше программам. Воспользуемся последним способом.

Для обеспечения достаточно высокой стойкости сверл рациональная температура должна быть меньше предельной температуры, допускаемой теплостойкостью быстрорежущей стали и равной примерно 600 С. Выберем в качестве рациональной температуру 500 С. При сверлении с достаточно толстыми срезами (а0,21 мм) температура передней поверхности выше, чем задней (рис. 15).

Рис. 16. Влияние скорости резания на температуру сверления стали 45 сверлом Р6М5, s= 0,5 мм/об

Поэтому скорость резания назначим по температуре передней поверхности. При подаче s=0,5 мм/об температуре передней поверхности 500 С соответствует скорость резания 13 м/мин, а частота вращения при диаметре сверла 40 мм - 100 об/мин . По частоте вращения, подаче и длине обработки рассчитываются минутная подача и машинное время обработки .

Геометрические параметры зенкера аналогичны параметрам спирального сверла (рис. 4.16). Отличием является отсутствие у зенкера поперечной режущей кромки и большее число зубьев. Отсутствие поперечной кромки, на участке которой имеют место неблагоприятные геометрические параметры, делает целесообразным оснащение режущей части зенкеров напайными твердосплавными пластинами.



Рис. 17. Схема зенкерования отверстия в заготовке на вертикально-сверлильном станке

Рациональная температура передней поверхности для твердосплавных зенкеров может быть выбрана около 800 С (рис. 18).

Рис. 18. Влияние скорости резания на температуру при зенкеровании стали 45 зенкером Z=3, Т5К10, s=1 мм/об

Таблица 4. Режимы резания и параметры режущего инструмента при сверлении и зенкеровании

Обозначение операции	Режим резания
	D мм	T мм	z	So мм/об	Sz мм/зуб	N об/мин	V м/мин	Sм мм/мин	ц о	L мм	Тм мин
Оп. 50 сверление	Сверло Р6М5 диаметром 40 мм
	40	20	2	0,5	0,25	100	13	50	60	140	2,8
Зенкерование	Зенкер Т5К10, z=3, D=60 мм
	60	10	3	1	0,33	250	47	250	60	140	0,6
Зенкерование	Зенкер Т5К10, z=3, D=80 мм
	80	10	3	1	0,33	200	50	200	60	140	0,7
Зенкерование	Зенкер Т5К10, z=3, D=100 мм
	100	10	3	1	0,33	160	50	160	60	140	0,9

Более высокая рациональная температура твердосплавных зенкеров по сравнению с быстрорежущими позволяет существенно повысить скорость резания и производительность обработки. Количество проходов (зенкеров) определяется конструкцией зенкеров, а также мощностью и прочностью механизмов вертикально-сверлильного станка.

Для зенкерования требуется большая мощность, чем для сверления, поскольку при зенкеровании применяются более высокие скорости резания.

Расчеты по программе показывают, что cила Pz на одном зубе равна 12,4 кН, а мощность при скорости резания 1 м/с равна 12,4 кВт. Для трех зубьев мощность станка должна быть не менее 37,2 кВт. При этом допускаемая станком осевая сила должна быть не менее 30 кН.

При отсутствии такого мощного и жесткого оборудования возможен вариант обработки твердосплавным зенкером с соответственно уменьшенными скоростями резания, до уровня, допускаемого реальной мощностью станка, или применение растачивания на токарно-карусельном станке.

6. Растачивание отверстия на токарном вертикальном шестишпиндельном полуавтомате

Одним из высокопроизводительных способов обработки является обработка на многошпиндельных токарных полуавтоматах (рис. 19).

Производительность достигается за счет одновременной обработки пяти заготовок на пяти различных позициях. Таким образом, одновременно на станке в работе участвует 10 резцов. Здесь могут быть применены резцы с механическим креплением твердосплавных пластин, например, пластины пятигранной формы с углом 108 при вершине с отверстием и струкжколомающими канавками.

Рис. 19. Схема настройки резцов и распределение припуска при растачивании отверстия двумя резцами

Форма передней поверхности режущего инструмента.

Для завивания и дробления стружки передняя поверхность чаще всего выполняется в виде лунки, причем ширина лунки до ее наиболее глубокой линии bл (или расстояние lп от режущей кромки до стружкозавивающего порожка) должна в 1,5-2,0 раза превышать длину контакта стружки с резцом (рис. 4.18) или в 6-8 раз толщину срезаемого слоя. Поскольку на многогранных пластинах с механическим креплением форма лунки выполнена определенным образом при прессовании пластин, то она фактически и определяет диапазон рациональных значений толщины срезаемого слоя. В нашем случае при lп3-3,5 мм: следовательно, подача может быть выбрана 0,6 мм/об.

Для увеличения хрупкой прочности режущего лезвия на его передней поверхности должна быть выполнена упрочняющая фаска под углом f. Ширина упрочняющей фаски при обработке стали относительно небольшой твердости (HB<2000 МПа) с рациональными температурами передней поверхности 8С, как правило, не должна превышать толщины срезаемого слоя.

При

Рис. 20. Форма передней поверхности с упрочняющей и стабилизирующей фасками и стружкозавивающей плоскостью

При черновой обработке сталей передний угол за фаской почти всегда целесообразно делать положительным: , а при работе на нежестких станках, при недостаточной жесткости технологической системы его целесообразно увеличивать до 15-20. Это относится и к вертикальным шестишпиндельным полуавтоматам, у которых подача суппортов осуществляется с помощью нежесткой реечной передачи. Поэтому сила Рх на каждом из суппортов не должна превышать 6 кН. Общая мощность станка около 50 кВт, эффективная допускаемая мощность на каждом работающем шпинделе - около 8 кВт. Для обеспечения переднего угла 18-20 пластину в державке приходится устанавливать таким образом, что задняя поверхность режущей пластины оказывается под нулевым или небольшим отрицательным задним углом по отношению к скорости резания. Для создания положительного заднего угла 6 задние поверхности режущих пластин приходится затачивать. При этом одновременно необходимо обеспечить рациональный радиус при вершине. Для обеспечения равномерности износа по вершине и режущим кромкам радиус при вершине целесообразно делать около 3-6 мм на небольшом участке зачищающей кромки длиной около 2 мм (рис. 21).

Рис. 21. Форма режущего лезвия с переходно-зачищающей кромкой увеличенного радиуса при вершине

При относительно невысокой жесткости технологической системы, характерной для растачивания (порядка 10 кн/мм), величина допускаемой силы Ру ограничивается требованиями к точности обработки. Силе в 1 кН примерно соответствует погрешность около 0,1 мм на сторону. При этом желательно, чтобы суммарная сила Ру была минимальна по величине и направлена в сторону резца, обрабатывающего больший диаметр. При этом при обратном ускоренном ходе суппорта резец не будет касаться обработанной поверхности. Для обеспечения этого припуск на обработку для резца, настроенного на обработку меньшего диаметра следует сделать немного больше (например, на 1 мм), чем для резца, настроенного на обработку большего диаметра (рис. 22).



Рис. 22. Влияние переднего угла на силу и мощность при растачивании отверстия в заготовке «Коронная шестерня», сталь 45, s=0,6 мм/об, hз*=0,6 мм, резцы Т5К10 =45, t=5,5 мм, и =45, t=4,5 мм

Рис. 23. Влияние скорости резания на температуру при растачивании стали 45, = 70, h_з=1 мм

Таблица 5. Режимы резания и геометрические параметры расточных резцов

	Режим резания, геометрические параметры, время
Обозначение операции	D мм	T мм	S мм/об	N об/мин	V м/мин	j о	H мм	L мм	Т мин	Материал инструмента
Опер. 70		Станок 1286 вертикальный п/а
j = 1-1	110	5	0,6	80	27,6	45	1	220	4,6	Т5К10
j = 1-2	120	5	0,6	80	30,1	45	1	220	4,6	Т5К10
j = 2-1	130	5	0,6	80	32,7	45	1	220	4,6	Т5К10
j = 2-2	140	5	0,6	80	35,2	45	1	220	4,6	Т5К10
j = 3-1	150	5	0,6	80	37,7	45	1	220	4,6	Т5К10
j = 3-2	160	5	0,6	80	40,2	45	1	220	4,6	Т5К10
j = 4-1	170	5	0,6	80	42,7	45	1	220	4,6	Т15К6
j = 4-2	180	5	0,6	80	45,2	45	1	220	4,6	Т15К6
j = 5-1	186	3	0,6	80	46,7	45	1	220	4,6	Т15К6
j = 5-2	192	3	0,6	80	48,2	45	1	220	4,6	Т15К6

Скорость резания ограничивается наибольшей температурой, которая возникает в данном случае на передней поверхности режущего лезвия (рис. 4.23). Не следует превышать температуру передней поверхности более 800С, поскольку в наладке участвует 10 резцов и должна быть обеспечена высокая стойкость пластин. Время обработки целесообразно выравнивать на всех пяти позициях станка (табл. 4.5). Поэтому при обработке поверхностей меньших диаметров скорости ниже, чем при обработке поверхностей больших диаметров. В этом случае на первых трех позициях можно использовать менее теплостойкий, но более прочный сплав Т5К10, а на последних двух - более износостойкий сплав Т15К6.

7. Обоснование способа получения заготовки путем сравнения технологических себестоимостей различных вариантов получения заготовки

Выбор способа получения заготовки осуществляется на основании экономических критериев. Одним из них является сопоставление технологических себестоимостей получения заготовки.

Под технологической себестоимостью обычно понимают себестоимость изменяющихся элементов технологических процессов. Результаты сравнения существенно зависят от производственной программы выпуска деталей. Поэтому целесообразно проанализировать зависимости технологических себестоимостей получения заготовок от числа заготовок.

В производственных условиях калькуляцию себестоимости обычно производят по приближенной методике, согласно которой нормируются и непосредственно учитываются только некоторые статьи расходов, а все прочие учитываются косвенно, укрупнено - через процент накладных расходов.

К основным статьям себестоимости, учитываемым непосредственно, обычно относят расходы:

- на материалы;

- на электрическую и тепловую энергию;

- на заработную плату основных рабочих;

- на налоги на заработную плату основных рабочих;

- на инструмент.

Все прочие расходы, в том числе амортизационные отчисления на восстановление оборудования, содержание производственных помещений, а также общецеховые и общезаводские расходы учитываются через так называемые накладные расходы, устанавливаемые в процентах по отношению к заработной плате основных рабочих.

Процент накладных расходов зависит от объективных и субъективных причин. При полностью загруженном производстве накладные расходы меньше, чем при производстве с простоями. При использовании дорогого оборудования накладные расходы повышаются. Так, например, на нормально работающих омских машиностроительных предприятиях в начале 90-х годов накладные расходы для кузнечного производства составляли около 300 %, а для металлообрабатывающих цехов, использующих технологию резания, около 100 %. Это связано с тем, что в кузнечно-штамповочном производстве оборудование и инструмент, как правило, более дорогие, чем в металлорежущем. По мере уменьшения объемов производства накладные расходы существенно возрастают. Естественно, что при увеличении накладных расходов теряется смысл применения этой методики и необходимо переходить к непосредственной оценке и учету всех затрат. Однако в нашем случае для качественного анализа эффективности различных способов получения заготовок и для простоты воспользуемся методикой оценки технологической себестоимости с использованием накладных расходов.

Стоимость специального инструмента, который необходимо изготовить для начала производства заготовок, будем учитывать в первоначальных единовременных затратах и относить ко всей партии изготавливаемых деталей. Последующие затраты на инструмент учитываются через накладные расходы. Величина накладных расходов, как и некоторые другие данные, приняты условно для качественной иллюстрации определения рациональных областей различных технологий. В действительности эти показатели зависят от конкретных условий производства и цен на инструменты, материалы, энергию и пр.

Таблица 6. Показатели и результаты расчета компонентов себестоимости по второму варианту технологического процесса

		Оп. 10	Оп. 20	Оп. 30	Оп. 40	Оп. 50	Оп. 60
Наименование показателей	Материал	Отрезание тв.	Нагрев (h=0,1)	Ковка (h=0,5)	Нагрев (h=0,1)	Прошивка	Пробивка	Итого руб./шт.	Син. руб.
Тм, мин		3.9	2,7	2	2,7	1	1
Тшт, мин		4	4	4	4	2	2
Nе, кВт		16
Q, кВт. час		1,04	128	0,8333	128	3,2	0,32
Сэ, руб		1,18	144,64	0,94	144,64	3,62	0,36	295,38
Мз, кг	60
С м, руб	1200							1200
С ин, руб		9000		50000		40000	40000		139000
Тариф, руб/мин		0,7	1	1	1	1	1
Осн. з/п, руб		2,8	4	4	4	2	2	18,8
Нач. на з/п, руб		1,4	2	2	2	1	1	9,4
Накл. расх., %		100	300	300	300	300	300
С накл. р., руб		2,8	12	12	12	6	6	50,8
								1574,4
К-во заготовок	20	40	80	160	320	640	1280
Себестоим., руб	8524	5049	3312	2443	2009	1792	1683



Рис. 24. Сопоставление технологических себестоимостей заготовок по двум вариантам технологии

заготовка шестерня сверление ковка

При малых партиях запуска в производство заготовок второй вариант технологии оказывается более дорогим, чем первый, из-за высокой стоимости специального инструмента (рис. 24). Но при увеличении программы выпуска заготовок, начиная с N=125, второй вариант становится более экономичным, чем первый. Это связано с тем, что высокая стоимость инструмента распределяется на большее число заготовок. Недостатком первого варианта технологии остается большой исходный вес заготовки и высокая стоимость материала.

Библиографический список

1. Васин С.А., Верещака А.С., Кушнер В.С. Резание материалов: Термомеханический подход к системе взаимосвязей при резании: Учеб. для техн. вузов. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2001. - 448 с.

2. Кушнер В.С. Тепловые основы технологических способов машиностроительного производства: Учеб. пособие. - Омск: Изд-во ОмГТУ, 1995. - 68 с.

3. Малинин Н.Н. Прикладная теория пластичности и ползучести: Учебник для студентов вузов. Изд. 2-е, перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1975. - 400 с.

4. Рыкалин Н.Н. Расчеты тепловых процессов при сварке: Учеб.пособие для машиностроительных вузов. - М.: Машгиз, 1951. - 296 с.

5. Технология конструкционных материалов: Учеб. для машиностр. спец. вузов / А.М. Дальский, И.А. Арутюнова, Т.М. Барсукова и др.; Под общ. ред. А.М. Дальского. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1985. - 448 с.

6. Политехнический словарь / Гл. ред. И.И. Артоболевский. - М.: Советская энциклопедия, 1977. - 608 с.: ил.

7. Физические величины: Справочник / А.П. Бабичев, Н.А. Бабушкина, А.М. Братковский и др.; Под ред. И.С. Григорьева, Е.З. Мейлихова. - М.: Энергоатомиздат, 1991. - 1232 с.

8. Сторожев М.В. и Попов Е.И. Теория обработки металлов давлением: Учебник для машиностроительных и политехнических вузов. - М.: Машгиз, 1957. - 323 с.

9. Справочник инструментальщика / И.А. Ординарцев, Г.В. Филиппов, А.Н. Шевченко и др.; Под общ. ред. И.А. Ординарцева. - Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1987. - 846 с.: ил.

Размещено на Allbest.ru