Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Цель данного курсового проекта заключается в приобретении практических навыков по техническому и технико-экономическому совершенствованию действующих техпроцессов (ТП), созданию конструкций прогрессивной оснастки. Тематика данного проекта формируется на базе машиностроительного завода «Ударник», где проходила конструкторско-технологическая практика.

История предприятия «Завод «Ударник»» начиналась 1 января 1927 года, когда в приказе № 3 от 31 января 1927 года по Минскому окружному объединению трудоколлективов было указано: «Вновь созданный трудоколлектив по выработке детских игрушек считать вошедшим в состав объединения с 1 февраля с.г.»

В примитивно оборудованных мастерских, разбросанных по всему Минску, при практическом отсутствии средств механизации рабочий коллектив приступил к выполнению нелегких новых задач.

В сентябре 1927 года трудовой коллектив по выработке детских игрушек получил название «Возрождение».

В январе месяце начнется укомплектование фабрики новыми рабочими, постройка нового здания фабрики.

Фабрика «Возрождение» остро нуждалась в новых производственных помещениях. С этой целью по улице Вяземской,5 было построено трехэтажное здание.

Летом 1930 г. в состав фабрики игрушек был передан цех выпуска весов машиностроительного завода «Энергия».

В сентябре 1930 г. по инициативе рабочего коллектива фабрика «Возрождение» была переименована в завод «Ударник», была открыта двухгодичная школа ФЗУ. В 1932 г. на заводе была создана бригада по производству предметов ширпотреба.

С начала Великой Отечественной Войны завод «Ударник» подвергся вражеской бомбардировке. Были сброшены две бомбы: одна попала в здание механического цеха и заводоуправления, вторая упала рядом со штамповочным цехом. Было разрушено более 90% производственных площадей.

После освобождения Беларуси двор завода был загроможден грудами битого кирпича, перемешанного с искрошенным металлом.

Из-под обломков извлекали погребенное под ними оборудование. Уцелевшие станки перетаскивали в полуразрушенный штамповочный цех и там их ремонтировали. Так оживал возвращенный к жизни завод. Стали возвращаться старые рабочие. Практически без всякого оборудования стали выпускаться чугунные болванки, печное литье, весы, гири, замки, оконная и дверная фурнитура.

Деятельность завода за 1946-1950 г. характеризуют следующие цифры роста:

· объем производства: в 6 раз;

· выработка на одного рабочего: в 2,6 раза;

· ввод нового оборудования: в 4,5 раза;

· рост производственных площадей: почти в 6 раз;

· выпуск валовой продукции: в 4,3 раза.

В апреле 1951 года завод «Ударник» был передан Министерству дорожного и строительного машиностроения СССР. Стали выпускаться дорожные и землеройные машины.

Инженерно-технический персонал завода, до этого состоявший, в основном, из практиков, стал пополняться опытными инженерами и молодыми специалистами, пришедшими на завод по окончании средних специальных и высших учебных заведений.

Реконструкция и расширение завода «Ударник» сделали его неузнаваемым. Были построены новые цехи, получившие современную оснастку и мощные подъемные механизмы. Продолжалось успешное освоение новых видов и типов землеройных, транспортных и дорожных машин. Среди них необходимо особо отметить многоковшовый автопогрузчик Т-166 на пневматическом ходу. Машина была полностью разработана на заводе «Ударник».

После проведенной реорганизации управления промышленностью и строительством в 1957 г. завод «Ударник» стал подчиняться Совету народного хозяйства БССР. Этот период характеризовался определенным успехом в работе завода. Сократилось количество смежников, целый ряд заготовок и полуфабрикатов, до этого завозимых из других городов, стал изготавливаться на месте. На завод продолжала поступать новая техника. Была построена печь газовой цементации, модернизирована система поверхностной закалки деталей. Только мероприятия по внедрению новой техники на термическом участке дали заводу весьма ощутимую экономию. Впервые в Беларуси на заводе «Ударник» была создана лаборатория порошковой металлургии. Неоценимую помощь в этом заводу оказала кафедра технологии металлов Белорусского политехнического института.

Многоковшовый погрузчик Д-565 был удостоен Золотой медали ВДНХ и диплома 1-й степени Международной выставки строительных и дорожных машин.

Был освоен серийный выпуск снегоочистителя Д-902, многоковшового погрузчика Д-565, снегопогрузчика Д-566 и др. Уровень механизации и автоматизации производственных процессов составил: в кузнечно-прессовом хозяйстве - 60, в сборочно-сварочном - 77, механосборочном - 70%.

В 1957 г. в составе Министерства строительного, дорожного и коммунального машиностроения СССР было создано Минское научно-производственное объединение «Дормаш», в его состав вошли СКБ «Дориаш», опытно-экспериментальный завод, минский завод «Ударник», Коростенский завод дорожных машин и Рыбинский завод дорожных машин.

Было произведено техническое перевооружение завода «Ударник», в корне изменилась технология, значительно повысилась культура производства. Полным ходом проводились автоматизация и механизация трудоемких процессов, широко внедрялись научные открытия и изобретения. В 1982 г. была начата работа по созданию автоматизированной системы обработки информации, которая предусматривала решение задач по управлению производством и материально-техническим снабжением, бухучету и управлению кадрами. В 1986 г. план по выпуску товарной продукции был выполнен почти на 104%, договорные поставки были выполнены. Практически полностью была обновлена продукция завода. Был освоен выпуск погрузчиков ТО-18А с одноместной кабиной, снегоочистителей ДЭ-226 с дизельным двигателем и др. С 1 января 1988 г. завод перешел на рельсы хозрасчета, самофинансирования и самоокупаемости.

В 1990-1993 г. вступила в строй ГПС на базе обрабатывающих центров ИС-800 для обработки сложных литых корпусов, на площадях сборочного цеха №1 был организован участок по изготовлению главной передачи мостов ведущих на базе новых токарных станков с ЧПУ, фрезерных, сверлильных и специальных станков для обработки зубчатой передачи с круговым зубом.

Многое изменилось в жизни завода после его вхождения в 1991г. в АО «Амкодор». В период перехода к рынку широкий спектр выпускаемых машин изменился, завод стал производить те машины, которые были конкурентоспособными, пользовались спросом и приносили заводу прибыль. На заводе был разработан ряд перспективных программ по дальнейшему его техническому перевооружению и реконструкции.

За активное участие в разработке международных и межгосударственных стандартов АО «Амкодор» награждено грамотой Белстандарта.

В настоящее время на заводе «Ударник» выпускается семейство одноковшовых погрузчиков грузоподъемностью 2-4 т. на собственном шасси. Наиболее удачная модель - погрузчик ТО-18 и его модификации ТО-18А и ТО-18Б, которые смело можно назвать лучшими в СНГ и в Восточной Европе.

1. Назначение и условия работы заданной детали в сборочной единице

Ступица ТО-18Б 72. 08. 001 применяется в трансмиссии погрузчика фронтального одноковшового Амкодор 333 (ТО-18Б), предназначенного для механизации погрузочно-разгрузочных работ с сыпучими и мелкокусковыми материалами, для землеройно-транспортных работ на грунтах 3-ей категории без предварительного рыхления, а также для строительно-дорожных, монтажных и такелажных работ с помощью сменных рабочих органов.

Погрузчик серии А-333 может быть оснащен быстросменными рабочими органами, поступающими по согласованию с потребителем.

Узлы трансмиссии предназначены для передачи крутящего момента от двигателя к колесам.

Демпфер крутильных колебаний позволяет сместить резонансные крутильные колебания из зоны рабочей частоты вращения двигателя, а также снизить пиковые динамические нагрузки в трансмиссии при неустановившихся режимах.

Демпфер крутильных колебаний представляет собой соединительную эластичную муфту и устанавливается на ведущем валу редуктора отбора мощности. Поток мощности передается от маховика двигателя на ведущий вал редуктора отбора мощности через переходник, эластичный элемент и ступицу.



Рисунок 1. Муфта эластичная

Муфта (рис.1) состоит из эластичной муфты 2, на котором с помощью болтов 4 и прижима 5 закреплена ступица 3, посредством которой муфта крепится на входном валу редуктора отбора мощности. К маховику двигателя вся конструкция в сборке крепится с помощью диска 1, втулок и болтов.

Ступица в процессе эксплуатации муфты подвергается значительным знакопеременным нагрузкам (износ и смятие шлицев, отверстия работают на отрыв, поверхности изнашиваются, так как на них стоят подшипники, абразивный износ), и поэтому для повышения её износостойкости и долговечности изготавливают из стали 45 ГОСТ 1050-88. Химический состав стали представлен в таблице 1.1, а её механические свойства - в таблице 1.2:

Таблица 1.1

Химический состав стали 45 (ГОСТ 1050-88),%

C	Si	Mn	S	P	Cr	Ni
0,40-0,50	0,17-0,37	0,5-0,8	<=0,045	<=0,045	0,30	0,30

Таблица 1.2

Механические свойства стали 45

дт, Мпа	двр, Мпа	д5, %	Ш, %	НВ
не менее 360	не менее 610	не менее 16	не менее 40	202…234

Рис. 2. Демпфер (сборочный узел)

2. Анализ технологичности конструкции

Технологичность конструкции деталей и машин - это способность их конструкции удовлетворять требованиям по эксплуатации и требованиям экономичного и рационального изготовления.

Виды и показатели технологичности конструкции приведены в ГОСТ 14.205-83, а правила отработки конструкции изделия и перечень обязательных показателей технологичности - в ГОСТ 14.201-83. Отработку конструкции на технологичность рекомендуется проводить в следующем порядке:

· подобрать и проанализировать исходные материалы;

· уточнить объём выпуска изделий;

· проанализировать показатели технологичности базовой конструкции;

· определить показатели технологичности проектируемой детали;

· провести сравнительную оценку и расчёт уровня технологичности конструкции разрабатываемого изделия;

· разработать мероприятия по улучшению показателей технологичности.

Отработка детали на технологичность - комплекс мероприятий по обеспечению необходимого уровня технологичности конструкции изделия по установленным показателям. Она направлена на повышение производительности труда, снижение затрат, сокращение времени на изготовление изделия при обеспечении необходимого качества. Оценка технологичности конструкции может быть двух видов: качественной и количественной. По качественным показателям оценивается на сколько деталь (заготовка) удобна в обработке, а по количественным - на сколько трудоёмко изготовление детали.

Деталь изготавливается из углеродистой стали 45 ГОСТ 1050-88. Данная сталь хорошо подвергается пластическим деформациям и обработке резанием. В конструкцию ступицы заложены конструктивные элементы, обеспечивающие технологичность её изготовления.

2.1 Качественная оценка технологичности конструкции

Анализируя технологичность конструкции по применяемому материалу - сталь 45, - учитывается её лёгкая обрабатываемость, невысокая стоимость и возможность получения в пределах Республики Беларусь (РБ). Применение более простых материалов не представляется возможным, т.к., согласно пункту 1 (Описание объекта производства), применение других материалов нецелесообразно [7].

При анализе конструкции детали можно сказать, что деталь положительна с точки зрения большого количества простых поверхностей, не требующих специальных инструментов. Недостатком является наличие сложной поверхности - эвольвентные шлицы, - однако это компенсируется применением универсального режущего инструмента. Конструкция детали обеспечивает удобный выход режущего инструмента. Деталь не имеет острых кромок. Конструкция позволяет вести обработку детали в центрах на оправке и в патроне. Деталь обрабатывается полностью, что не очень хорошо, однако применение других ТП делает её неработоспособной. Требования к расставляемым размерам удовлетворительные. На детали нет большого количества высокоточных поверхностей, за исключением посадочного отверстия ступицы. В конструкции детали заложен принцип единства баз. Технологические базы в течение всего хода технологического процесса остаются неизменными, что позволяет избежать дополнительных погрешностей. Деталь достаточно технологична, допускает применение высокопроизводительных режимов обработки, имеет хорошие базовые поверхности для первоначальных операций и довольно проста по конструкции. Поверхности вращения могут быть обработаны на многошпиндельных станках.

Оценку технологичности конструкции заготовки можно рассматривать при сравнении изготовления детали из прутка и поковки. Наиболее оптимальным является получение заготовки из поковки, т.к. уменьшает расход материала; форма и размеры готовой детали приближены к заготовке. Решение о рациональности способа получения заготовки принимается в последствии в пункте расчета себестоимости заготовки по сравниваемым вариантам.

В целом можно сказать, что деталь является технологичной.

2.2 Количественная оценка технологичности конструкции

Количественная сравнительная оценка технологичности конструкции может быть осуществлена лишь при использовании соответствующих базовых показателей технологичности.

К основным показателям ТКИ относятся [7]:

1) трудоемкость изготовления детали Т_и,, норма-час;

2) технологическая себестоимость детали С_т, руб.

Абсолютная трудоёмкость, затраченная на изготовление, монтаж вне предприятия-изготовителя, технологическое и техническое обслуживание или ремонт изделия, выражается суммой нормо-часов, затраченных на технологические процессы, проведенные в 1-й из сфер.

Себестоимость изделия - важный обобщающий показатель качества. Для оценки ТКИ пользуются показателем S_т - технологической себестоимости, - который рассчитывается по следующей формуле:

S_т=S_м+S_з+S_н.р.,

где S_м - стоимость материалов, затраченных на изготовление изделия;

S_з - заработная плата производственных рабочих с начислениями;

S_н.р. - накладные расходы, включающие расходы на энергию, потребляемую оборудованием, на ремонт и амортизацию оборудования, инструмента и приспособлений на смазочные, охлаждающие, обтирочные и другие материалы, предусмотренные процессом проведения работ.

Необходимость использования дополнительных показателей определяется тем, что на стадии разработки чертежа детали и его согласования с технологом, последний руководствуется, главным образом, техническими критериями, ввиду отсутствуя в этот момент данных о трудоемкости и технологической себестоимости проектируемой детали, так как технологический процесс ее изготовления еще не разработан.

При оценке детали на технологичность обязательными являются следующие дополнительные показатели:

1) коэффициент унификации конструктивных элементов:

К_у.э=Q_у.э/Q_э,

где Q_у.э и Q_э - соответственно число унифицированных конструктивных элементов детали и общее, шт.

К_у.э=22/23=0,96

2) коэффициент применяемости стандартизованных обрабатываемых поверхностей:

К_п.ст=D_о.с/D_м.о,

где D_о.с, D_м.о - соответственно число поверхностей детали, обрабатываемых стандартным инструментом, и всех, подвергаемых механической обработке поверхностей, шт.

К_п.ст=22/23=0,96 (за исключением эвольвента).

3) коэффициент обработки поверхностей

К_п.о=1- D_м.о/D_э

К_п.о=1-23/23=0. Т.к. К_п.о=0, то все поверхности обрабатываются.

4) коэффициент использования материала

К_и.м.=М_д/М_з,

где М_д и М_з - массы детали и заготовки соответственно.

Таким образом, коэффициент использования материала для ступицы равен:

К_и.м.=3,8/8,3=0,46 или 46%.

5) масса детали q=3,8 кг;

6) максимальное значение квалитета обработки IT=8;

7) максимальное значение параметра шероховатости поверхности обрабатываемых поверхностей Rа=1,6.

3. Выбор типа производства

Тип производства по ГОСТ 3.1119-83 характеризуется коэффициентом закрепления операций: К_з.о=1 - массовое; 1<К_з.о<10 - крупносерийное; 10<К_з.о<20 - среднесерийное; 20<К_з.о<40 - мелкосерийное производство. В единичном производстве К_з.о не регламентируется [7].

В соответствии с методическими указаниями РД 50-174-80, значение коэффициента закрепления операций принимается для планового периода, равного одному месяцу, для всех разновидностей серийного производства и определяется по формуле:

К_з.о=?П_оi/?Р_i,

где ?П_оi - суммарное число различных операций за месяц по участку из расчёта на одного сменного мастера; ?Р_i - явочное число рабочих участка, выполняющих различные операции при работе в одну смену.

Необходимо определить коэффициент загрузки станка проектируемой операции:

?_з=Т_шт-к*N_м/(60*F_м*k_в),

где Т_шт-к - штучно-калькуляционное время, необходимое для выполнения проектируемой операции, мин.; N_м - месячная программа выпуска заданной детали при работе в одну смену, шт.: N_м= N_г/(2*12)=5000/24=208; N_г - годовой объём выпуска заданной детали, шт.; F_м - месячный фонд времени работы оборудования в одну смену, ч.: F_м=4055/(2*12)=169 ч.; k_в - коэффициент выполнения норм, принимается равным 1,3.

Учитывая вышеприведенные формулы, получим зависимость для определения числа однотипных операций, выполняемых на одном станке в течение месяца:

П_оi=13182*?_н/Т_шт-к*N_м

Количество операций, выполняемых в течение месяца на участке (из расчёта в одну смену), определяется суммированием числа операций П_оi, выполняемых на каждом станке:

П_оi= П_о1+ П_о2+…+ П_оn

Формула для расчёта необходимого числа рабочих для обслуживания одного станка имеет вид:

Р_i=0,96*?_н

где ?_н - планируемый нормативный коэффициент загрузки станка всеми закреплёнными за ним однотипными операциями, принимаемый для крупно-, средне- и мелкосерийного производства соответственно равным 0,75; 0,8; 0,9.

Явочное число рабочих участка (при работе в одну смену) определяется суммированием значений Р_i, рассчитанных для каждого станка:

?Р_i= Р₁+ Р₂+…+ Р_n

Таким образом, для определения коэффициента закрепления операций на участке требуется выполнить расчёты по формулам для расчёта П_оi, ? П_оi, Р_i, ? Р_i.

Если за рабочими местами рассматриваемого участка механической обработки закреплены только постоянные операции и дозагрузка их по причинам организационного характера невозможна, независимо от коэффициента загрузки данного оборудования и полученного расчётным путём коэффициента закрепления операций К_з.о производство следует считать массовым.

Согласно формулам, приведенным выше, подставим свои значения и занесём их в таблицу 3.1:

Таблица 3.1

Определение типа производства

Номер операции	Топерац, мин	Тшт (шт-к), мин	?з, %	Поi,	Рi,
020 Токарная с ЧПУ	5,17	9,20	14,50	6	0,6
030 Токарная с ЧПУ	4,03	7,17	11,00	8	0,6
040 Токарная с ЧПУ	2,25	4,00	6,30	13	0,6
060 Гориз. прот.	0,99	1,77	2,80	29	0,6
080 Ток. винтор.	3,30	5,89	9,30	9	0,6
110 Рад. сверл.	2,97	5,28	8,30	10	0,6
160 Рад. сверл.	3,57	6,36	10,00	8	0,6
Сумма	-	39,67	62,20	83	4,00
Ср. значение	-	-	8,89	-	-

К_з.о.=83/4 =21.

В связи с тем, что 20 <К_з.о.<40 и согласно ГОСТу принимается мелокосерийное производство.

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

Заданный суточный выпуск изделий

N_с=N_г/253,

где N_г - годовой объем выпуска изделий, шт.;

253 - количество рабочих дней в году.

N_с=5000/253=19,76 - принимаем 20.

Суточная производительность поточной линии (шт.):

Q_с=(F_с/T_ср)_з,

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

T_ср - средняя станкоемкость основных операций, мин.;

_з - коэффициент загрузки оборудования.

Q_с=(960/4,35)*0,88=194,2шт. - принимаем 195 шт.

Средняя станкоемкость операций (стако-мин):

T_ср=Т_штi/(nk_в),

где Т_штi - штучное время основной i-ой операции, норма-мин.;

k_в - средний коэффициент выполнения норм времени;

n - количество основных операций (без учета операций типа снятие фасок, зачистки заусенцев и т.д. ).

T_ср=39,67/(7*1,3)=4,35 станко-мин.

Если заданный суточный выпуск меньше суточной производительности поточной линии при ее загрузке 72%, то принимаем групповую форму организации производства.

Такт производства (мин):

=60F_э/N,

где F_э - эффективный фонд времени работы оборудования, ч.;

N - объем выпуска изделия в планируемом периоде, шт.

=60*4055/5000=50 шт.

Определим размер партии среднегабаритной сложной детали. Для этого рассчитываем предельно допустимые параметры партии:

n₁=F_э.м.n_оk_в/К_з.о.Т_шт.-к. n₂= F_э.м.k_в/k_м.о.Т_шт.-к.,

где F_э.м. - эффективный месячный фонд времени участка, равный 10560 мин.;

n_о - число операций механической обработки по технологическому процессу;

k_в - средний коэффициент выполнения норм по участку, равный 1,3;

_.Т_шт.-к. - суммарная трудоемкость ТП;

Т_шт.-к. - средняя трудоемкость одной операции, мин.;

k_м.о - коэффициент, учитывающий затраты межоперационного времени. Для среденегабаритных сложных деталей принимается равным 1,5.

n₁=10560*7*1,3/21*39,67=115,35 шт.

n₂=10560*1,3/1,5*39,67=230,70 шт.

Параметр n₁ отражает производительность и уровень специализации рабочих мест на участке. С помощью параметра n₂ учитывается и ограничивается объем НЗП и связывания оборотных средств.

n_min=116шт.; n_max=231шт. Округляем n_min до величины, кратной размеру партии на сборочной стадии. Принимаем n'_min=150шт.

Определяем расчетную периодичность повторения партий деталей (дн.):

I_р=22 n'_min/N_м ,

где N_м - месячная программа выпуска деталей: N_м=N_г/24

I_р=22*150/208=15,9 дней. Принимаем I_н=22 дн.

Рассчитываем размер партии согласно условию:

n= I_н N_м/22; n'_min n< n'_max,

n=22*208/22=208 шт. Принимаем размер партии n=208шт.

Проверяем условие n'_min n< n'_max; 116208<231. Условие выполняется. Размер партии определен правильно.

4. Выбор метода получения заготовки с экономическим обоснованием

На выбор метода получения заготовки оказывают влияние: материал детали, её назначение и технические требования на изготовление, объем и серийность выпуска.

Оптимальный метод получения заготовки определяется на основании всестороннего анализа названных факторов и технико-экономического расчета технологической себестоимости детали. Метод получения заготовки, обеспечивающий технологичность изготовления из неё детали при минимальной себестоимости, считается оптимальным [4].

По базовому варианту техпроцесса заготовку массой 8,3 кг получают поковкой (исходный индекс 9, группа стали М1, степень сложности С1, класс точности заготовки Т5 (штамповочный молот)). Заготовками для штамповок является круглый прокат (круг диаметром 188 и 95мм, длиной 20 и 78мм). После проверки размеров исходной заготовки она подается к печи, далее нагревается до 1200^оС, выдается из печи и подается на боек молота, устанавливается в подкладной штамп и осаживается до полного заполнения, затем выбивается из подкладного штампа. Клеймят и подают к печи отжига. Далее проверяются размеры согласно эскизу и транспортируется к печи отжига, а затем, согласно маршруту.

При таком виде штамповки для изготовления поковок расходуется большое количество материала, причем коэффициент использования материала низок. Облой является потерей металла, доходящей до 20-25% и более от веса поковки, значительно удорожающей ее себестоимость. Наличие облоя требует операции обрезки и увеличивает усилие деформации.

Зачистка металла от поверхностных дефектов предупреждает появление брака в деталях. Применяют различные способы зачистки: огневую с нагревом и без нагрева, пневматическим молотком, на фрезерном станке, абразивными кругами.

Для устранения искажения формы поковок, повышения точности размеров и улучшения качества поверхности применяют правку.

При очистке стальных заготовок от окалины применяют раствор соляной кислоты. После травления стальные заготовки промывают в растворе щелочи и в воде. Этот способ самый качественный, но дорогой. Для очистки от окалины мелких заготовок используются галтовка и дробеметная очистка.

В проектном варианте масса заготовки получается 6,84 кг (расчетный коэффициент = 1,8), штамповка в закрытых штампах на ГКМ (Т3). Он позволяет получить точную штамповку с минимальной последующей обработкой резанием, значительно снизить себестоимость паковки и наиболее полно отвечает современным требованиям машиностроительного производства. Одними из основных показателей эффективности кузнечно-штамповочного производства являются коэффициент весовой точности и коэффициент использования материла. Коэффициент весовой точности характеризует трудоемкость последующей обработки резанием, а коэффициент использования материала - степень экономичности принятой технологии. В среднем безоблойная штамповка позволяет повысить коэффициент весовой точности и коэффициент использования материала в среднем на 15-40%. Заготовки для деталей типа стержней с утолщениями, колец, втулок, деталей со сквозными или глухими отверстиями целесообразно получать на горизонтально - ковочных машинах. Штамповка на горизонтально - ковочных машинах в 2-3 раза производительнее, припуски и допуски на 20-35% ниже по сравнению со штамповкой на молотах, расход металла на поковки снижается на 10-15%. Допуски и припуски штампуемых заготовок на кривошипных прессах принимают по ГОСТ 7505-89.

Благодаря меньшему числу переходов и операций легче обеспечить в конце процесса деформирования необходимые для термомеханической обработки температуры. Как показал опыт, указанная обработка улучшает механические свойства штамповок на 5-25% в сравнении с обычной раздельной термообработкой и позволяет применить в ряде случаев менее легированные и, следовательно, более дешевые стали. Как видно, штамповка в закрытых штампах является наиболее прогрессивным и экономичным способом изготовления паковки, позволяющим снизить их себестоимость на 10-40%, и заслуживает широкого распространения. В результате применения нового способа получения заготовки детали будут получаться более точные, значительно сократится и трудоемкость их последующей обработки резанием, а также существенно повысится коэффициент использования материала (приблизительно на 25%).

Рассчитаем стоимость получения заготовки по базовому техпроцессу:

S_заг=(Qk_тk_ck_вk_мk_п)-(Q-q),

где: S_i - стоимость 1т заготовок, руб.,S_i=816870 руб.;

Q - масса заготовки, кг; Q= 8,3кг;

q - масса детали, кг; q=3,8 кг;

S_отх - стоимость 1т отходов, руб., S_отх=297840 руб.;

k_т - коэффициент зависящий от класса точности заготовок, k_т=1;

k_c - коэффициент зависящий от группы сложности заготовки, k_c=0,75, k_c=1,05;

k_в - коэффициент зависящий от массы заготовки, k_в=0,87;

k_м - коэффициент зависящий от марки материала заготовки, k_м=1;

k_п - коэффициент зависящий от объема производства заготовок; k_п=1;

Себестоимость заготовки для базового варианта:

S_заг.1=(8,310,750,8711)-(8,3-3,8)= 3084 руб.;

Рассчитаем стоимость получения заготовки по второму варианту:

S_заг.2=(6,8410,750,8711)-(6,84 -3,8) =2740 руб.;

Годовой экономический эффект:

Э_з = (S_{заг 1} - S_{заг 2}) _*

Э_з = (3084-2740) _* 5000 = 1720000 руб.

Таблица 2

Данные расчёта стоимости заготовок

Показатели	Вариант 1	Вариант 2
Вид заготовки	Штамповка на молоте	Штамповка на ГКМ
Масса заготовки, кг	8,3	6,84
Масса детали, кг	3,8	3,8
Стоимость 1 т заготовок, руб	816870	816870
Стоимость 1 т стружки, руб	297840	297840
Ким	0,46	0,55
Стоимость заготовки	3084	2740

5. Проектирование технологического процесса механической обработки

Предметом анализа является технологический процесс изготовления ступицы из стальной штамповочной заготовки. Объем выпуска - 900 шт/год.

Принятую в данном варианте технологического процесса общую последовательность обработки логически следует считать целесообразной, так как при этом соблюдаются принципы постепенности формирования свойств обрабатываемой детали. Метод получения заготовки соответствует принятому типу производства и в данном параграфе не рассматривается. Применение методов упрочнения по условиям не требуется.

Для анализа применяемого для обработки заданной детали оборудования составляем таблицы 3 и 4.

Таблица 3

Технологические возможности применяемого оборудования

Номер операции	Модель станка	Предельные или наибольшие размеры обрабатываемой загот., мм	Квалитет обработки (экономич.)	Параметр Шероховатости обрабат. поверхности Rа, мм
		диаметр (ширина)	длина l	высота h
020	16М30Ф30	630	1500	-	11…10	3,2
030	16М30Ф30	630	1500	-	11…10	3,2
040	16М30Ф30	630	1500	-	11…10	3,2
060	7А545	900…2170	800	-	8…6	1,6…0,2
080	МК-6056	165	170	-	11…10	3,2
110	2А118	35	750	-	11…10	3,2
160	МК-6056	165	170	-	7…6	0,4

Таблица 4

Характеристика срока службы, стоимости, сложности, производительности и степени использования применяемого оборудования

Модель станка	Год изготов-ления станка	Цена станка, тыс. руб.	Категория ремонтной сложности	Количество станков на операции	Трудоемкость Тшт.-к., мин.	Коэффициент загрузки станка,%
16М30Ф30	1989	71800	74	1	9,20	14,50
16М30Ф30	1989	71800	74	1	7,17	11,00
16М30Ф30	1989	71800	74	1	4,00	6,30
7А545	1990	31200	41	1	1,77	2,80
МК-6056	1988	28000	17	1	5,89	9,30
2А118	1988	37500	52	1	5,28	8,30
МК-6056	1988	28000	19	1	6,36	10,00

6. Проектирование технологического процесса механической обработки по минимуму приведенных затрат

Необходимо определить себестоимость обработки по отдельным вариантам и выбрать наиболее рациональный из них для данных условий производства. Критерием оптимальности является минимум приведенных затрат на единицу продукции.

Часовые приведенные затраты можно определить по формуле:

S_п.з.=S_з+S_ч.з.+E_н(K_с+Kз),

где S_з - основная и дополнительная зарплата с начислениями;

S_ч.з - часовые затраты на эксплуатацию рабочего места;

E_н - нормативный коэффициент экономической эффективности капитальных вложений, 0,15;

K_с, K_з - удельные часовые капитальные вложения соответственно в станок и здание.

Основная и дополнительная ЗП с начислениями и учетом многостаночного обслуживания:

S_з=еС_тфky,

где е - коэффициент к часовой тарифной ставке, равный 2,66;

С_тф - часовая тарифная ставка станочника-сдельщика соответствующего разряда;

k - коэффициент, учитывающий ЗП наладчика, 1;

y - коэффициент штучного времени, учитывающий оплату труда рабочего при многостаночном обслуживании, 1.

Часовые затраты на эксплуатацию рабочего места:

S_ч.з.=Sk_м,

где S- практические часовые затраты на базовом рабочем месте, равные 36,3;

k_м - коэффициент, показывающий, во сколько раз затраты, связанные с работой данного станка, больше, чем аналогичные расходы, связанные с работой базового станка.

Часовые затраты на эксплуатацию рабочего места в случае пониженной загрузки станка (з_з>60%) должны быть скорректированы с помощью коэффициента ц:

S=S_ч.з.ц/1,14,

где ц - поправочный коэффициент:

ц=1+(б(1-з_з)/з_з),

где б - удельный вес постоянных затрат в часовых затратах на рабочем месте, равный 0,3…0,5;

з_з - коэффициент загрузки станка.

Капитальные вложения в станок и здания:

К_с=Ц/(F_эз_з);

К_з=Ц_пл.зд.А/(F_эз_з),

где F_э - эффективный годовой фонд времени работы станка, равный 4055 ч.;

Ц_пл.зд. - стоимость 1м² площади механического цеха, равной 1423500 руб.;

А - производственная площадь, занимаемая станком, с учетом переходов: А=бk_а,

б - площадь станка в плане;

k_а - коэффициент, учитывающий дополнительную производственную площадь.

Технологическая себестоимость операции механической обработки:

С_о=S_п..з.Т_{шт(шт-к)}/(60k_в),

где k_в - коэффициент выполнения норм, принимаемый 1,3.

Приведенная годовая экономия:

Э_г=(С-С)N_г/100,

где С,С- технологическая себестоимость сравниваемых операций;

N_г - годовая программа выпуска деталей, шт.

7. Назначение припусков на механическую обработку

технологический процесс обработка заготовка

При выполнении курсового проекта припуски на механическую обработку определяются расчетно-аналитическим и опытно-статистическим методами. Расчет припусков и назначение их по таблицам ГОСТа 7505-89 “Поковки” [6] следует производить после обработки конструкции детали и заготовки на технологичность и технико-экономического обоснования метода получения заготовки (табл.5):

Таблица 5

Припуски и допуски на обрабатываемые поверхности ступицы

Поверхность	Размер, мм	Табличный припуск, мм	Допуск, мм
1	Ш180	2х(2,3+0,3)
2	Ш90	2х (2,0+0,3)
3	Ш60	2х (2,0+0,3)
4	74	2х (1,8+0,6)
5	12	(1,7+0,6)

Отклонение от плоскостности = 0,6 мм, смещение штампа = 0,3 мм, радиусы закруглений = 3,6 мм, штамповочные уклоны: на наружные поверхности = 5^о, на внутренние = 7^о. Отклонение от концентричности пробитого отверстия относительно внешнего контура поковки = 2,0 мм.

8. Назначение режимов резания и технических норм времени по операциям

Расчет режимов резания производится на основании литературных источников, и приведенных в них методик [1] .

Рассмотрим порядок расчета для токарной обработки на 10 операции переход 1.

1. Рассчитываем длину рабочего хода суппорта, L_р.х.

L_р.х.=L_рез +y + L_доп ,

где L_рез - длина резания

y - подвод, врезание и перегиб инструмента

L_доп - дополнительная длина хода, вызванная в отдельных случаях особенностями наладки и конфигураций деталей.

L_р.х.=120 + 1 = 121 мм.

2. Назначаем подачу суппорта на 1 оборот: S_о = 0,6 мм/об, уточняем по паспорту станка S_о = 0,6 мм/об.

3. Определяем стойкость инструмента, согласно таблицы [1], т.к. в наладке более двух инструментов, стойкость Т_м = 150 мин. Рассчитываем - коэффициент времени резания:

= 0,99.

4. Рассчитываем скорость резания, v_рез :

v_рез = v_табл * К₁*К₂*К₃,

где v_табл = 125 м/мин

К₁ - коэффициент, зависящий от обработанного материала, 0,75;

К₂ - коэффициент, зависящий от стойкости и марки твердого сплава, 1,55;

К₃ - коэффициент, зависящий от обработки, 1.

v_рез = 125*0,75*1,55*1 = 145,31 м/мин.

Рассчитаем рекомендуемое число оборотов щпинделя станка:

==257,09 об/мин.

Уточняем число оборотов шпинделя по паспорту станка: n_п = 250 об/мин . Минутная подача рассчитывается по формуле:

S_м = S_о* n_п

S_м = 250*0,6=150мм/об.

Уточняем скорость резания по приведенному числу оборотов шпинделя:

==141,3 мм/мин.

5. Рассчитываем основное машинное время обработки Т_о в минутах (при работе с различными подачами машинное время суммируется по углам).

,

где L_р.х - длина рабочего хода суппорта

S_о - принятая подача

n - число оборотов шпинделя

9. Определение технических норм времени

Рассчитаем норму штучного времени для токарной обработки на операции 010. Выбираем методику расчета для единичного производства[2].

Выбираем время на установку и закрепление детали в приспособлении:

Т_ус+Т_з.о.=2,1 мин.

В связи с тем, что тип производства мелкосерийное, то время на управление станком (включение, подвод, отвод инструмента) и измерения приводятся как одно число:

Т_уп+Т_из=3,7 мин.

Операционное время

Т_оп=Т_о+Т_в,

Т_в=Т_ус+Т_з.о.+Т_уп+Т_из

Т_оп=6,55 мин.

Находим время на техническое обслуживание рабочего места и время на организационное обслуживание рабочего места. Оно находится в процентах от Т_оп. В нашем случае 4%.

Т_об=Т_тех+Т_орг

Т_об=0,26мин.

Выбираем время на отдых и личные надобности, которые находятся в поцентном соотношении от Т_от=0,26 мин.

Т_шт=Т_оп+Т_об+Т_от

Т_шт=7,07 мин.

Т_шт-к=(Т_п.з./n)+Т_шт

где Т_п.з. - подготовительно-заключительное время при обработке на металлорежущих станках, мин;

n - объем партии

Т_шт-к=7,17 мин.

10. Определение необходимого количества оборудования и построение графиков его загрузки

Количество единиц оборудования для поточного производства и подетально-групповых участков на годовую программу выпуска изделий определяется в соответствии с ГОСТом. Однако в целях унификации расчетов при курсовом проектировании допускается определять количество единиц оборудования по общей зависимости

m_р=Т_шт-кN_г/(60F_э),

где F_э - эффективный годовой фонд времени работы единицы оборудования.

Если полученное число единиц оборудования для данной операции окажется дробным, оно округляется до целого числа в сторону увеличения.

Коэффициент загрузки станка _з определяется как отношение расчетного количества станков m_р, занятых на данной операции процесса, к принятому m_пр

_з=m_р/m_пр,

где m_пр - округленное в большую сторону расчетное значение m_р.

Если на операции обработки принятого количества станков недостаточно для обеспечения их работы с загрузкой, не превышающей планируемой, необходимо с помощью технологических мероприятий увеличить их производительность или увеличить количество станков на операции. Коэффициенты загрузки станков на вновь проектируемом участке не должны значительно превышать планируемый нормативный коэффициент загрузки оборудования, то есть на каждом рабочем месте должен быть необходимый резерв свободного времени.

Коэффициент использования оборудования по основному времени определяется как отношение основного времени к штучно-калькуляционному:

_о=Т_о/Т_шт-к,

Коэффициент _о характеризует уровень механизации технологической операции. Низкое значение его указывает на большую долю ручного труда на данной операции.

Таблица 7

Расчет коэффициентов использования оборудования

Номер операции	mр	mпр	з	о	То, мин	Тшт-к, мин
005	0,076	1	0,076	0,11	1	9,20
010	0,08	1	0,08	0,10	0,75	7,17
015	0,03	1	0,03	0,14	0,56	4,00
020	0,008	1	0,008	0,42	0,74	1,77
025	0,067	1	0,067	0,21	1,21	5,89
030	0,076	1	0,076	0,53	2,82	5,28
035	0,03	1	0,03	0,12	0,75	6,36
Итого:	0,367	7	0,05	0,23	7,83	39,67

Рассчитаем среднее значения:

_{з ср}=,

_{з ср}=(0,05+0,036+0,07+0,38+0,07+0,14+0,09)/7=0,05

_{о ср}=,

_{о ср}=0,84/7=0,12

После определения перечисленных выше коэффициентов загрузки оборудования по отдельным операциям необходимо определить их средние значения для всего ТП.

11 Описание конструкции станочного приспособления

Приспособление сверления кондуктор используется на 30 -й операции на станке 2А118 для сверления четырех отверстий диаметром 6 мм.

На столе станка 21 просверлено отверстие под шток 9, пневмоцилиндр 19 закреплен с внутренней стороны стола станка с помощью болтов 11 (6 шт.). На плите станка закреплена установочная шайба. На ходовой шток одета накидная гайка 4 с гайками 16, 17. Сбоку стола станка установлен пневмораспределитель, состоящий из корпуса 6, прикрепленного к корпусу станка с помощью винтов 13. На корпус установлен регулятор 20.

Приспособление работает следующим образом: шток 9 подается в крайнее верхнее положение, после чего снимается накидная гайка 4, снимается кондуктор, после чего снимается деталь. Готовая деталь укладывается в тару, берется следующая заготовка, устанавливается на стол станка 21, на нее по шлицевым поверхностям устанавливается кондуктор, тем самым сориентировав заготовку, затем надевается накидная шайба 4, после чего переводя регулятор 20 в положение движения штока вниз, ушедший вниз шток прижимает кондуктор к детали, а деталь к столу станка.

Точность изготавливаемого размера обеспечивается точностью изготовления шлицевой оправки, положения втулок 3 в кондукторе и выполнение опорной пластины, обеспечивающей перпендикулярность осей отверстий к столу станка.

12 Расчет технико-экономических показателей ТП

Стоимость заготовки определяется в разделе “Выбор метода получения заготовки с экономическим обоснованием”. Стоимость операций механической обработки определяется в разделе “Проектирование ТП механической обработки ”.

Технологическая себестоимость:

С_т=S_заг+С_оi,

С_т^баз =12,248+3,084=15,33тыс. руб;

С_т^пр =12,175+2,74=14,92тыс. руб.

Общее количество рабочих-станочников на две смены определяется как максимальное количество рабочих, исходя из условия выработки каждым из них 1820 нормо-часов в год:

R_мах=Т_шт-кN_г/(60*1820),

R_мах=39,67*5000/(60*1820)=1,82 чел.=2 чел.

R_мах<m_прi . В связи с тем, что производство деталей осуществляется в мелкосерийном производстве, станки универсальные, операции разнотипные, то для каждого рабочего места принимается по одному рабочему. Итого на участке в смену будет работать 7 человек, а в две смены - 14 человек.

Число наладчиков на проектируемом участке может быть принято из условия, что один наладчик обслуживает 8…10 станков в смену:

Н=(0,16…0,2)m_прi,

Н=0,16*7=1,12 чел.=1 чел.

Годовой фонд ЗП рабочих-станочников и наладчиков на всю механическую обработку детали Ф (руб.) определяется как сумма годовых фондов ЗП по отдельным операциям:

Ф_з=Ф_зi

где

Ф_зi=S_зiТ_шт-кiN_г/60

S_зi - часовая ЗП на i-ой операции

Подсчет годового ФЗП сведем в таблицу 9.1

Среднемесячная ЗП рабочих:

З_м=Ф_з/[(R+Н)12],

З_м ^баз =14190/(14+2)*12= 7,39 т.руб;

З_м ^пр =13540/(14+2)*12=7,05 т.руб

Годовой выпуск продукции по технологической себестоимости:

В=С_тN_г,

В ^баз =12248*5000=61240 шт;

В ^пр =12175*5000=60875 шт.

Трудоемкость годовой программы (ч):

Т_г=Т_шт-кiN_г/60,

Т_г ^баз =39,67*5000/60=3306 ч;

Т_г ^пр =37,9*5000/60=3158ч;

Годовой выпуск продукции на одного рабочего-станочника

b_р=В/R,

b_р ^баз =61240/14=4374 руб;

b_р ^пр =60875/14=4348 руб.

Основные показатели сводятся в таблицу 9.2:

Заключение

Результаты проведенной работы показывают эффективность использования предложенного метода получения заготовок и разработанного ТП механической обработки детали - ступицы 04.4.01.05.002. Проведена оценка реального маршрутного ТП изготовления детали и выявлены технологические операции, оказывающие существенное влияние на технико-экономические показатели.

В результате внедрения нового оборудования (станка 16М30 вместо токарно-винторезного станка 1М63) и изменения метода получения заготовки (прокат - штамповка на ГКМ) значительно снизилась стоимость заготовки (за счёт уменьшения её массы и соответствующего повышения коэффициента использования материала), себестоимость механической обработки и, следовательно, технологическая себестоимость детали. Эти показатели отражены в таблице 20.

В ходе проектирования был определён тип производства, назначены также припуски на механическую обработку (п. 5), режимы резания и технические нормы времени по операциям ТП (п. 6), рассчитаны технико-экономические показатели ТП (п. 9) и изучена конструкция станочного приспособления (п.10).

Для наглядности полученных данных были построены диаграммы загрузки оборудования, использования оборудования по основному времени и диаграмма стойкости инструментов, приведенные на рис. 2-4.

Графический материал проекта включает:

· чертёж детали и заготовки;

· чертёж станочного приспособления для токарной обработки;

· технологические операционные эскизы.

Список литературы:

1. Режимы резания металлов: Справочник/Под редакцией Ю.В. Барановского - М.: Машиностроение, 1972 - 408 с.

2. Общемашиностроительные нормативы режимов резания для технического нормирования работ на шлифовальных и доводочных станках. - М.: Машиностроение, 1969. -199 с.

3. Общемашиностроительные нормативы вспомогательного времени на обслуживание рабочего места на работы, выполняемые на металлорежущих станках: Массовое производство. - М.: Машиностроение, 1974. - 136 с.

4. Горбацевич А.Ф., Шкред В.А. Курсовое проектирование по технологии машиностроения: [Учеб. Пособие для машиностроит. спец. вузов]. - 4-е изд., перераб. и доп.- Мн.: Выш. школа, 1983. - 256 с.

5. Оформление документов дипломных и курсовых проектов/ В.В. Жданович, А.Ф. Горбацевич. - Мн.: УП “Технопринт”, 2002. - 99 с.: ил.

6. ГОСТ 7505-89 “Поковки”

7. Проектирование технологических процессов механической обработки в машиностроении: Учеб. пособие/В.В. Бабук, В.А. Шкред, Г.П. Кривко, А.И. Медведев; Под ред. В.В. Бабука. - Мн.: Выш. шк., 1987. - 255 с.: ил.

Размещено на Allbest.ru