Технико-экономический анализ изготовления детали

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

"Северо-Кавказский государственный технический университет"

Факультет: Инженерно-экономический

Кафедра: ХТМ и АХП

Контрольная работа

по дисциплине: Технология машиностроения

Разработал студент: 4 курса,

спец. 240801 МД?081

Белова К.С.

Руководитель:

Румянцев А.Н.

Невинномысск 2011

Содержание

1. Качественная оценка

2. Выбор метода получения заготовки

3. Технико-экономический анализ

4. Описание выбранного метода

5. Чертеж поковки

Список использованной литературы

1. Качественная оценка

Рисунок 1- чертеж детали

Для чертежа на рисунке 1 необходимо задать наилучший способ изготовления заготовок.

В связи с заданным чертежом детали, дадим качественную оценку:

1) Радиусы скругления одинаковы, поэтому необходимы одинаковые резцы, с этой точки зрения деталь технологична.

2) Обработка поверхностей, исходя из расположения баз- удобна для обработки с целью совершенствования шероховатости.

3) С точки зрения подвода режущего инструмента деталь технологична.

4) Контроль калибра - пробкой отверстия диаметром 40мм обеспечен, следовательно деталь технологична.

5) Возможности уменьшения протяженности точности обрабатываемых поверхностей нет - нетехнологична.

Исходя из качественной оценки, деталь является технологичной.

2. Выбор метода получения заготовки

Проводимый на первом этапе расчет позволяет определить рекомендуемые способы получения заготовок. Окончательное решение о выборе конкретного способа из полученного перечня принимается после определения себестоимости полученной заготовки для каждого из рекомендуемых видов. Себестоимость производства заготовок без учета затрат на предварительную механическую обработку для способов литья и обработки давление определяется по зависимости.

,

где Сзаг- стоимость заготовки

С- базовая стоимость тонны заготовок

Kто- коэффициент доплаты за термическую обработку

Gзаг- масса заготовки

Квт- коэффициент весовой точности

Gд- масса детали

Kт- коэффициент учитывающий точностные размеры заготовок.

Kc- коэффициент учитывающий серийность выпуска

Sотх- стоимость 1 тонны отходов

Кф- коэффициент инфляции

Определяем метод получения заготовки

Оптимальный метод получения заготовки выбирают анализируя ряд факторов: материал детали, технические требования на ее изготовление, объем и серийность выпуска, форму поверхности и размеры деталей.

Метод получения заготовки обеспечивающий минимальную себестоимость и технологичность считается оптимальным

Основной задачей заготовки производства- максимально приблизить геометрической формы и размера заготовки к размерам и форме готовой детали.

Оптимизируя выбор метода и способ получения заготовки можно не только снизить затраты на ее изготовление, но и сократить трудоемкость механической обработки.

В машиностроении для получения заготовок применяют методы: литье, обработку металла давлением, сварку. Вид заготовки и способ их изготовления для конкретной детали определяется показателями: материал, конструктивная форма, серийность производства, масса заготовки.

Конструктивные формы деталей общего машиностроения делятся на 14 видов. Выбор кода происходит путем сравнения реальной детали и описания в таблице №1

Таблица 1. Конструктивная форма детали

Основные признаки детали	Код
Валы гладкие круглого или квадратного сечения	1
Валы круглого сечения с одним уступом или фланцем, с буртом или выемкой без центрального отверстия	2
Детали с цилиндрической, конической, криволинейной и комбинированными формами поверхностей без центрального отверстия и с отверстием, длиной L ? 0,5D	3
То же, 0,5 < L < 2D	4
То же, L > 2D	5
Детали с цилиндрической, конусной, криволинейными поверхностями, с гладкой или ступенчатой наружной поверхностью со сквозным или глухим гладким или ступенчатым отверстием	6
Детали круглые в плане или близкие к этой форме, имеющие гладкую или ступенчатую наружную цилиндрическую поверхность с одно- или двусторонними уступами и ступицами, с центральным отверстием или без него, длиной 0,5D0< L < 2D0	7
Детали сложной пространственной формы	8
Детали с удлиненной, прямолинейной, изогнутой осью и пересекающимися главными осями	9
Корпусные детали, имеющие сочетания призматической, цилиндрической и других форм наружной поверхности с наличием базовых отверстий и установочных плоскостей, с полостью и без нее, имеющие на поверхности ребра, углубления, выступы, бобышки и отверстия	10
Детали с призматической, цилиндрической или с сочетанием криволинейной или призматической форм наружных поверхностей с привалочной поверхностью в виде прямоугольных, круглых фланцев, имеющие ребра, углубления, выступы	11
Коробчатые разъемные корпусы с установочной поверхностью ?? и ? относительно плоскости разъема, имеющие одну и более базовых поверхностей, а также ребра, углубления, выступы	12
Детали простой конфигурации, ограниченные гладкими и ступенчатыми, плоскими, цилиндрическими и комбинированными поверхностями с наличием ребер, буртов, бобышек, фланцев и отверстий	13
Тонкостенные полые детали с цилиндрической, конической и комбинированными формами наружной поверхности и детали типа дисков и крышек	14

К данной детали по описанию подходит код №7.

Серийность детали равна 300 что соответствует коду 1 в таблице 2.

Таблица 2. Определение серийности производства заготовок

Вид заготовки	Программа выпуска при массе детали, кг	Код серийности
	10	100	1000
Штамповка, поковка	500 1000 2500 3500	250 400 1000 1000	60 300 600 600	1 2 3 4
Прокат	500 1000 3500	250 400 1000	60 300 600	1 2 3, 4
Отливка	2000 12 000 30 000	600 4000 8000	300 1500 7000	1 2 3, 4

По массе заготовки группировано 8 диапазонов по которым определяется код (Таблица 3).

Таблица 3. Диапазоны отливок, поковок и штамповок по массе

Масса, кг	Номер диапазона	Масса, кг	Номер диапазона
ДО 0,63	1	10,0-63	5
0,63-1,6	2	63-100	6
1,6-4,0	3	100-400	7
4,0-10,0	4	Свыше 400	8

Так как масса данной детали до 3 принимаем номер диапазона 3.

Возможные способы заготовки определяются по таблице 4.

Таблица 4. Выбор возможных видов и способов изготовления заготовок

	Код признака
Материал	Серийность	Конструктивная форма	Масса детали	Вид заготовки (способ изготовления)
1...3	1	-	1...6	1
	2...4	1	1...6 7 8	1, 4,.,6 1,4,5 1, 4, 5
		2	1...6 7 8	1, 4...6 1,4,5 1, 4
		3, 4	1...6 7 8	1, 2, 4...6 1, 4, 5 1, 2, 4
		5	1...6 7 8	1...6 1, 2, 4, 5 1, 2, 4
		6	1...6 7 8	1, 2, 4...6 1, 2, 4, 5 1, 2, 4
		7	1...6 7 8	1...6 1, 2, 4 1, 4...6
		8, 9	1...6 7 8	1. 4...6 1, 4, 5 1, 4
		10	1...6 7 8	1, 3...6 1, 4, 5 1,4
		11, 12	1...6 7 8	1,3.,.6, 11 1, 4, 5, 11 1, 4, 11
		13	1...6 7 8	1...6 1, 2, 4, 5 1, 2, 4
		14	1...8	1, 2, 11
4...7	1	1...7 8 9 10...12 13, 14	1...8	9, 10 9 9, 10 11 9, 11
4...7	2...4	1 2...7 8 9 10...12 13, 14	1...8	9, 10 7...10 7, 9 7...9 11 7, 11

По данным, для данной детали подходит изготовление заготовки прокатом либо свободной ковкой.

3. Технико-экономический анализ

деталь заготовка штамповка литье

Проведем технико-экономический анализ и выберем наиболее оптимальный способ изготовления.

Для изготовления прокатом.

С=439

Kто=8

Gзаг=7,5

Квт=0,4

Gд=3

Kт=1

Kc=1

Sотх=27

Кф=5

Для изготовления свободной ковкой

С=439

Kто=8

Gзаг=4,29

Квт=0,7

Gд=3

Kт=1,165

Kc=1,23

Sотх=27

Кф=5

Из проведенных выше вычислений видно что изготовление свободной ковкой дешевле чем изготовление прокатом. Поэтому проведем конструирование стальной поковкой, горячей штамповкой.

Сталь 45

Масса детали 3 кг.

1) Учитывая свойства материала детали, ее массу, форму и размеры поковки целесообразно выполнить в закрытом штампе на молоте. Нагрев заготовки будем осуществлять в конвекционной печи.

2) Руководствуясь тем, что в плоскости разъема штампа должны располагаться 2 наименьших габаритных размера детали принимаем, что ось поковки находится в плоскости разъема штампа и располагается горизонтально.

3) Расчетная масса поковки определяется по формуле:

mр= mд•Kp

Kp= 1,6

mр=3•1,6=4,8 кг

4) C целью уменьшения припусков на механическую обработку принимаем поковку повышенной точности. Для данного случая более подходящим вариантом является класс точности T2(Таблица 5)

Таблица 5

Основное деформирующее оборудование, технологические процессы	Класс точности
	Т 1	Т 2	Т 3	Т 4	Т 5
Кривошипные горячештамповочные прессы: открытая (облойная) штамповка закрытая штамповка выдавливание Горизонтально-ковочные машины Прессы винтовые, гидравлические Горячештамповочные автоматы Штамповочные молоты Калибровка объемная, (горячая и холодная) Прецизионная штамповка	+ ±	± + +	+ + +	+ + + + +	+ + + +

5) Выбираем группу стали. Так как в стали 0,4 % углерода, выбирает M2 из таблицы 6

Таблица 6

Конструктивная характеристика поковки	Обозначение и определение конструктивных характеристик	Примечание
1. Класс точности	Т 1 - 1-й класс Т 2 - 2-й класс ТЗ - 3-й класс Т 4 - 4-й класс Т 5 - 5-й класс	Определяется по приложению 1 (табл. 19)
2. Группа стали	M1--сталь с массовой долей углерода до 0,35% включ. и суммарной массовой долей легирующих элементов до 2,0 % включ.; МІ - сталь с массовой долей углерода свыше 0,35 до 0,65 % включ. или суммарной массовой долей легирующих элементов свыше 2,0 до 5,0 % включ. М 3 - сталь с массовой долей углерода свыше 0,65 % или суммарной массовой долей легирующих элементов свыше 5,0%	При назначении группы стали определяющим является среднее массовое содержание углерода и легирующих элементов (Si, Мn, Ni, Cr, Mo, W, V)
3. Степень сложности	С 1 - 1-я степень С 2 --2-я степень СЗ --3-я степень С 4 --4-я степень	Устанавливается по приложению 2
4. Конфигурация поверхности разъема штампа	П - плоская; Ис-- симметрично изогнутая; Ин-- несимметрично изогнутая

6) Определяем сложность поковки.

Размеры описываемой фигуры - цилиндр:

диаметр 216•1,05=226,8 мм

высота 50•1,05= 52,5 мм

ммІ

mг.ф.=7800•2119898,5•10-9=16,5 кг

С=4,8/16,5=0,29

Степень сложности С 1

7) Конфигурация поверхности разъема штампа - плоская

8) По таблице 7 определили исходный индекс- 6.

Таблица 7

9) Назначаем припуски: основной припуск на размеры, Таблица 8

Таблица 8

Длина, ширина, диаметр, глубина и высота детали	до 40	40 - 100	100 -160
Исходный индекс	100 12,5	10 1,6	1,25	10012,5	10 1,6	1,25	100 12,5	10 1,6	1,25
1	0,4	0,6	0,7	0,4	0,6	0,7	0,5	0.6	0,7
2	0,4	0,6	0,7	0,5	0,6	0,7	0,6	0,8	0,9
3	0,5	0,6	0,7	0,6	0,8	0,9	0,6	0,8	0,9
4	0,6	0,8	0,9	0,6	0,«	0,9	0,7	0,9	1,0
5	0,6	0,8	0,9	0,7	0,9	1,0	0,8	1,0	1,1
6	0,7	0,9	1,0	0,8	1,0	1,1	0,9	1,1	1,2
7	0,8	1,0	1,1	0,9	1,1	1,2	1,0	1,3	1,4
8	0,9	1,1	1,2	1,0	1,3	1,4	1,1	1,4	1.5

1,3 - 216 и 6,3

1,3- 208 и 6,3

1- 50 и 3,2

1- 42 и 3,2

10) Размеры поковки

216+ 1,3•2= 218,6

208+1,3•2=56

50+1•2=52

42+1•2 =44

11) Допуски

12) Выбираем радиус скругления Rmin= 1,6, R=2 мм.

4. Описание выбранного метода

Процесс деформации металла под ударами молота, кувалды, молотка или воздействия пресса называется свободной ковкой.

Свободной ковкой можно изготовлять поковки различной массы - от нескольких граммов до сотен тони. В основном свободная ковка применяется в индивидуальном и мелкосерийном производстве.

Свободная ковка разделяется на ручную и машинную. При ручной ковке обрабатывают небольшие заготовки и удары наносят ручником или кувалдой. Ручная ковка широко применяется в мастерских при ремонтных работах.

Свободная ковка на молотах и прессах. В настоящее время при свободной ковке пользуются приводными молотами и прессами. Это позволяет увеличить производительность ковки и обрабатывать крупные заготовки. Основные операции при свободной ковке на молотах и прессах такие же, как и при ручной. Инструмент, применяемый при ковке на молотах и прессах, несколько отличается от инструмента для ручной ковки. Например, при рубке применяют кузнечные топоры, для прошивки и пробивки отверстий используют прошивки, кроме того, при свободной ковке применяют различные обжимки и раскатки. При работе с тяжелыми заготовками широко используются приспособления для их кантовки и перемещения: кантователи и манипуляторы.

Ковочные молоты подразделяются на приводные и паро-воздушные. Приводные молоты в свою очередь бывают рычажно-пружинные, пневматические и фрикционные. Паро-воздушные молоты бывают одинарного и двойного действия. Часть молота, которая служит опорой стальной подушки и нижнего бойка, называется шаботом. Падающая часть молота называется бабой. Нижняя часть бабы, которая соприкасается при ударе с заготовкой, называется бойком. Чем тяжелее падающая часть молота и чем больше высота и скорость падения, тем больше сила удара молота.

Основной характеристикой молота является масса его падающих частей. Имеются молоты с весом падающих частей от 150 кг до 16 т.

Пневматический молот имеет два параллельных цилиндра - рабочий й компрессионный. В рабочем цилиндре движется поршень, связанный с бабой-бойком. Поршень приводятся в движение кривошипно-шатунным механизмом. Он сжимает поочередно воздух в нижней и верхней полостях компрессорного цилиндра и нагнетает его в полость рабочего цилиндра по каналам, в результате чего происходит опускание (удар) и подъем бабы. Для выпуска воздуха из цилиндра и его впуска используются краны, управляемые педалью. Пневматические молоты дают возможность делать отдельные удары автоматически и поддерживать бабу в поднятом состоянии или прижимать ее к заготовке. Вес падающей части пневматических молотов колеблется от 50 до 1000 кгс.

Паро-воздушные молоты бывают простого и двойного действия. Они приводятся в движение паром или сжатым воздухом, поступающим под давлением 0,4-0,8 МН/мІ (4-8 кгс/смІ). В молотах простого действия пар используется для подъема бабы. Удар бабы по заготовке происходит под действием силы тяжести. В молотах двойного действия пар служит не только для подъема бабы, но и для увеличения силы удара. Паро - воздушные молоты изготовляют с весом падающей части до 16 тс.

Гидравлические ковочные прессы применяются для получения тяжелых поковок из слитков, масса которых достигает 250 т, а также в штамповочном производстве. Прессы обеспечивают равномерную деформацию металла, не требуют сооружения дорогостоящих фундаментов, работают бесшумно и просто управляются. Гидравлические прессы могут создавать давление до 700 МН (70000 тс).

5. Чертеж поковки

Чертеж поковки представлен на рисунке 2

Рисунок 2- чертеж поковки.

Список использованной литературы

1. Мосталыгин Г.П., Толмачевский Н.Н. Технология машиностроения. - М.: Машиностроение, 1990.-288с.

2. Ковшов А.Н. Технология машиностроения. - М.: Машиностроение, 1987.- 320с.

3. Колчинский Ю.А. Технология машиностроения. - М.: Стройиздат, 1976. - 160 с.

4. Поплавский Ю.В. Технология машиностроения.. - М.: химия, 1977. - 305 с.

5. Гельфгат Ю.И. Сборник задач и упражнений по технологии машиностроения. - М.: Высшая школа, 1986. - 270 с.

Размещено на Allbest.ru