Экономическое обоснование выбора метода получения заготовки для деталей "вал-шестерня"

Размещено на http://www.allbest.ru/

2

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования Российской Федерации

Тольяттинский Государственный университет

Кафедра: «Оборудование и технологии машиностроительного производства»

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине: «Проектирование заготовок»

Экономическое обоснование выбора метода получения заготовки для детали "вал-шестерня"

Выполнил: Путов В.Ю.

Тольятти 2008 г.

Аннотация

литье штамповка заготовка деталь

В курсовом проекте представлены два метода получения заготовок для изготовления детали вал-шестерня и их сравнение с экономической точки зрения. Это получение заготовки методом литья в керамические формы и получение штамповкой на кривошипных горячештамповочных прессах.

Введение

Задача экономии материалов предъявляет высокие требования к процессу рационального выбора того или иного метода получения заготовки, к уровню их технологического выбора, что определяет затраты на технологическую подготовленность производства, себестоимости, надежности и долговечности продукции.

Способ получения заготовки в большинстве случаев определяет маршрут изготовления детали, тип производства, материал и размеры готовой детали, а также технические требования, заложенные конструктором.

Следовательно, выбор наиболее оптимального способа получения заготовки будет содействовать повышению эффективности производства и снижению себестоимости изготовления из такой заготовки изделия.

1. Анализ исходных данных

Исходя из служебного назначения детали и годовой программы выпуска, требуется выбрать метод изготовления заготовки на данную деталь с учётом экономического обоснования выбранного метода изготовления. Метод изготовления заготовки должен обеспечивать минимальные суммарные затраты при её изготовлении и последующей обработке.

Исходные данные:

Деталь: Вал-шестерня.

Материал: Сталь 40Х ГОСТ 4543-71.

Годовая программа выпуска: N_г = 75000 шт.

Отрасль: машиностроение для лёгкой и пищевой промышленности.

Рассмотрим два метода получения заготовки для данной детали:

- Литьё в керамические формы;

- Штамповка на кривошипных горячештамповочных прессах.

2. Получение заготовки литьём в керамические формы

1) Исходя из требований ГОСТ 26645 - 85 назначаем припуски и допуски на размеры детали и сводим эти данные в таблицу 1.

В зависимости от выбранного метода принимаем:

- Класс точности размеров - 7,

- Ряд припусков - 2.

Припуски на размеры даны на сторону. Класс точности размеров масс и ряд припусков выбирается по таблице 2.3 [1], допуски по таблице 2.1 [1] и припуски по таблице 2.2 [1].

Таблица 1

Размеры	Допуск	Припуск, мм	Расчёт заготовки	Окончательные размеры
310	±1,60	2,4	310+(2*2,4)±1,60	314,8±1,60
104	±1,20	2,0	104+(2*2,0) ±1,20	108±1,20
74	±1,10	1,6	74+(2*1,6) ±1,10	77,2±1,10
72	±1,10	1,6	72+(2*1,6) ±1,10	75,2±1,10
67	±1,10	1,6	67+(2*1,6) ±1,10	70,2±1,10
55	±1,00	1,6	55+(2*1,6) ±1,00	58,2±1,00
55	±1,00	1,6	55+(2*1,6) ±1,00	58,2±1,00
50	±1,00	1,6	50+(2*1,6) ±1,00	53,2±1,00
48	±1,00	1,6	48+(2*1,6) ±1,00	51,2±1,00
45	±1,00	1,6	45+(2*1,6) ±1,00	48,2±1,00
42	±1,00	1,6	42+(2*1,6) ±1,00	45,2±1,00
40	±1,00	1,6	40+(2*1,6) ±1,00	43,2±1,00
40	±1,00	1,6	40+(2*1,6) ±1,00	43,2±1,00
40	±1,00	1,6	40+(2*1,6) ±1,00	43,2±1,00
40	±1,00	1,6	40+(2*1,6) ±1,00	43,2±1,00
40	±1,00	1,6	40+(2*1,6) ±1,00	43,2±1,00
38	±1,00	1,6	38+(2*1,6) ±1,00	41,2±1,00
20	±0,80	1,4	20+(2*1,4) ±0,80	22,8±0,80
5	±0,56	1,2	5+(2*1,2) ±0,56	7,4±0,56

2) Литейные уклоны назначаем из технических требований и соблюдения единообразия для упрощения изготовления литейной модели и согласно ГОСТ 266645 - 85 и ГОСТ 8909 - 88 принимаем литейные уклоны не более 5.

3) Литейные радиусы закруглений наружных углов принимаем равными R = 4мм согласно таблице 2.4 [1].

4) Определяем коэффициент использования материала К_м, по формуле:

К_м = g/G, (1)

где: g - масса детали, кг;

G - масса заготовки, кг.

Рассчитаем массу заготовки:

G = V_з * , (2)

где: - плотность материала;

V_з - объем заготовки.

Для Стали 40: = 7,830 г/см³.

Объём заготовки определяют как алгебраическую сумму объёмов простейших тел составляющих заготовку:

V=/4*(108²*48,2+75,2²*7,4+70,2²*43,2+58,2²*43,2+43,2²*77,2+58,2²*43,2+

53,2²*41,2+45,2²*51,2+43,2²*22,8)=1517434,5=151,7*10⁴ мм³

Тогда: G=151,7*10⁴*7830*10^-9=11,88кг.

Массу детали берём из данных в чертеже: g=5,2кг.

Определим коэффициент использования материала:

К_м=5,2/11,88=0,44.

Вывод: данный метод литья удовлетворяет задаче получения отливки с контуром приближённом к контуру детали, т.е. с коэффициентом использования материала К_м близким к 1.

3. Получение заготовки штамповкой на кривошипных штамповочных прессах

1) По таблице 3.13 [2] выбираем:

a. Оборудование - КГШП;

b. Штамповочные уклоны: внешние - 5, внутренние - 7;

c. Радиусы закруглений r=3мм, R=4мм.

2) По таблице 3.4 [2] назначаем припуски на обработку на сторону и сводим в таблицу 2.

Таблица 2

Размеры	Допуск	Припуск, мм	Расчёт заготовки	Окончательные размеры
310		3,3	310+(2*3,3)	316,6
104		2,9	104+(2*2,9)	109,8
74		2,9	74+(2*2,9)	79,8
72		2,9	72+(2*2,9)	77,8
67		2,9	67+(2*2,9)	72,8
55		2,9	55+(2*2,9)	60,8
55		2,9	55+(2*2,9)	60,8
50		2,9	50+(2*2,9)	55,8
48		2,6	48+(2*2,6)	53,2
45		2,6	45+(2*2,6)	50,2
42		2,6	42+(2*2,6)	47,2
40		2,6	40+(2*2,6)	45,2
40		2,6	40+(2*2,6)	45,2
40		2,6	40+(2*2,6)	45,2
40		2,6	40+(2*2,6)	45,2
40		2,6	40+(2*2,6)	45,2
38		2,6	38+(2*2,6)	43,2
20		2,6	20+(2*2,6)	25,2
5		2,6	5+(2*2,6)	10,2

3) Рассчитаем площадь поковки в плане [2]:

F_{В_план}=109,8*50,2+77,8*10,2+72,8*45,2+60,8*45,2+45,2*79,8+60,8*45,2+55,8*43,2+47,2*53,2+45,2*25,2=49415,04мм²

4) Определим толщину мостика для облоя [2]:

Коэффициент С₀ принимаем равным 0,016.

5) По таблице 3.2.2 [2] выбираем:

a. Усилие пресса - 6,3 Мн;

b. h₀=1 мм;

c. l=5 мм;

d. h=5 мм;

e. R₁=15мм.

6) Рассчитаем обьем заготовки [2]:

V_заг=V_n*V_y* V₀ (3)

Где: V_n - обьём поковки;

V_y - обьём угара;

V₀ - обьём облоя.

a. Обьём поковки определяется по формуле:

b. Обьём угара определяется по формуле:

Нагрев в газовой печи.

c. Обьём облоя определяется по формуле:

Где: - коэффициент, учитывающий изменение фактической площади сечения получаемого облоя по сравнению с площадью сечения мостика;

F_М - площадь поперечного сечения мостика;

=2;

Площадь поперечного сечения определяется по формуле:

7) Рассчитаем массу заготовки по формуле:

8) Определим коэффициент использования материала:

9) Рассчитаем размеры исходной заготовки:

Диаметр исходной заготовки:

Принимаем m=2;

Высота заготовки:

10) Рассчитаем усилие штамповки:

(4)

Диаметр исходной заготовки:

Предел прочности штампуемого материала :

_В=568,8 кГ/мм²

Площадь проекции поковки:

Расчётное значение усилия штамповки меньше чем значение выбранное в пункте 5, значит расчёты верны по таблице 3.5 выбираем примерную производительность КГШП до 400 шт/ч.

4. Технико-экономический анализ

Для окончательного выбора метода получения заготовки следует произвести сравнительный анализ по технической себестоимости.

Расчёт технологической себестоимости заготовки получаемой по первому или второму методу проведём по следующим формулам [3]:

(5)

Где: g - масса детали;

К_М - коэффициент использования материала для i-того метода получения заготовки;

С_заг - стоимость одного килограмма заготовок, руб/кг;

С_мех - стоимость механической обработки, руб/кг;

С_отх - стоимость одного килограмма отходов, руб/кг.

Стоимость заготовки, полученной такими методами, как литьё в песчаные формы и штамповкой на кривошипных горячештамповочных прессах, с достаточной для стадии проектирования точностью можно определить по формуле [3]:

(6)

Где: С_от - базовая стоимость одного килограмма заготовки;

h_T - коэффициент, учитывающий точность заготовки;

h_C - коэффициент, учитывающий сложность заготовки;

h_B - коэффициент, учитывающий массу заготовки;

h_M - коэффициент, учитывающий материал заготовки;

h_П - коэффициент, учитывающий группу серийности.

Для заготовки, получаемой по методу литья значение коэффициентов:

h_T =1,03;

h_C =0,7;

h_B =1,0;

h_M =1,21;

h_П=0,77

базовая стоимость одного килограмма отливок составляет С_от = 1,6руб.

Для заготовки получаемой методом штамповкой на кривошипных горячештамповочных прессах значение коэффициентов:

h_T =1,0;

h_C =0,75;

h_B =1,14;

h_M =1,0;

h_П=1,0

базовая стоимость одного килограмма заготовки, получаемой методом штамповки на кривошипных горячештамповочных прессах составляет:

С_шт = 0,315руб.

Определим, стоимость заготовок получаемых, по первому и второму методу подставляя, выбранные данные в формулу (6):

Определяем стоимость механической обработки по формуле:

(7)

Где: С_С - текущие затраты на один килограмм стружки;

С_К - капитальные затраты на один килограмм стружки;

Е_Н - нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений выбираем в пределах [3]:

С_С=0,356;

С_К=1,035;

Е_Н=0,15

Стоимость одного килограмма отходов принимаем равной:

С_отх=0,0298руб/кг.

Определим общую стоимость по первому и второму методу получения заготовки с учётом найденных значений:

Штамповка на КГШП позволяет получить экономию в размере:

Где: N - годовая программа выпуска деталей, шт.;

Вывод: В качестве метода получения заготовки принимаем штамповку на КГШП с годовой экономией в 338250 руб.

Заключение

После разработки и проведения технико-экономических расчётов получения заготовок и сравнения их себестоимости приходим к выводу, что получение заготовки методом керамического литья в формы менее выгоден, чем метод штамповки на КГШП.

Список используемой литературы

Горбацевич А.Д. и др.. Курсовое проектирование по технологии машиностроение. М., "Машиностроение".

Моисеев М.П. Экономика технологических конструкций. М.. "Машиностроение", 1973.

Косилова А.Г., Мещеряков Р.К. Справочник технолога-машиностроения в 2-х томах. М., "Машиностроение", 1925.

Адоньшен М.Г., Магницкая М.В., Производство заготовок в машиностроении. Л., "Машиностроение", 1987.

ГОСТ 26.645-85- Отливки в машиностроении.

Орхименко Я.М. Технология кузнечного-штампового производства. Учебник для вузов., М., "Машиностроение", 1976.

Сторожев М.В. Ковка и объемная штамповка стали. Справочник в 2-х томах. М., "Машиностроение", 1967.

ГОСТ 7505-89. Ковка и объемная штамповка.

ГОСТ 2.429-84. Правила выполнения чертежей поковок

10.ГОСТ 2.423-73. Правила выполнения чертежей, элементов литейной формы отливок.

Размещено на Allbest.ru