Разработка технологического процесса изготовления детали - болта

Размещено на http://www.allbest.ru/

15

Размещено на http://www.allbest.ru/

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине “Технология машиностроения”

на тему Разработка технологического процесса изготовления детали-болта

Задание на курсовой проект

Разработать технологический процесс изготовления детали: “Болт”. В нашем курсовом проекте прилагается чертеж детали с указанием материала и всех размеров и их точности, точности формы и взаимное расположение поверхностей, а также качество поверхностного слоя. (см. приложение)

Годовая программа выпуска N=25000 шт.

Аннотация

Курсовой проект на тему “Разработка технологического процесса изготовления детали - болта”.

В курсовом проекте разработан технологический процесс изготовления детали - болта на токарно-винторезном станке 250 ИТВМ, определены размеры заготовки и методы её получения, рассчитаны припуски на механическую обработку, установлены параметры режима резания и рассчитана себестоимость изготовления детали.

Содержание

Введение

1. Анализ исходных данных для проектирования техпроцесса

2. Производство стали

3. Изготовление болтов. Характеристики процесса холодной штамповки

4. Определение типа производства

5. Расчет припусков, выбор вида и метода получения заготовки

6. Расчет суммарной погрешности обработки

7. Расчет режимов резания

8. Расчет себестоимости механической обработки заготовки

Заключение

Список используемой литературы

Приложение

Введение

Цель курсового проектирования - научиться целесообразно применять теоретические знания, полученные в процессе обучения, использовать приобретенный практический опыт работы на машиностроительных предприятиях для решения технологических и конструкторских задач. При работе над курсовым проектом необходимо ознакомиться с последними достижениями и исследованиями в области технологии металлообработки путем изучения различных источников технической информации.

При выполнении курсового проекта мы стремились к реализации такого технологического процесса, который обеспечивает высокое качество изготавливаемой детали.

В соответствии с этим решаются следующие задачи :

1. Расширение, углубление, систематизация и закрепление теоретических знаний и применение из для проектирования технологических процессов детали.

2. Развитие и закрепление навыков ведения самостоятельной творческой инженерной работы.

В курсовом проекте должна отображаться экономия затрат труда, материала, энергии. Решение этих вопросов возможно на основе наиболее полного использования технологического оборудования и оснастки, создания надежных технологий.

1. Анализ исходных данных для проектирования техпроцесса

Болт - это крепежная деталь, представляющая собой цилиндрический стержень с головкой и наружной резьбой. Если резьба не по всей длине болта, то диаметр в той его части, где нет нарезки, примерно такой же, как и диаметр резьбы, измеренный на вершинах ее витков. Головка болта по форме может быть квадратной, шестигранной, цилиндрической, конической, эллиптической или овальной.

Для болтов установлены три группы материалов: углеродистые и легированные стали; коррозионно-стойкие, жаропрочные, жаростойкие и теплоустойчивые стали; цветные сплавы.

В основном применяют болты из углеродистых и легированных сталей; болты, изготовленные из материалов второй и третьей группы, применяют в специальных случаях при жестких требованиях к жаропрочности, коррозионной стойкости, габаритам и весу соединений. Болты изготавливают как из спокойных, так и из кипящих сталей. Учитывая, что кипящие стали более склонны к хладноломкости, чем стали спокойной выплавки, их применение для крепежных изделий ограничено.

Из углеродистых и легированных сталей в ГОСТ 1759--70 предусмотрено изготовление болтов двенадцати классов прочности, из коррозионно-стойких, жаропрочных и жаростойких сталей шести групп и цветных металлов также шести групп материалов.

В производственных условиях болты изготавливаются холодной или горячей штамповкой и точением без термической обработки или с термической обработкой после получения крепежных изделий одним из перечисленных выше способов. Болты, изготовляемые холодной штамповкой без термической обработки, имеют пониженные пластические свойства вследствие наклепа, полученного при холодной деформации. Величина предела текучести материала болтов при этом приближается к величине временного сопротивления и составляет в большинстве случаев 0,8-- 0,9 Gs. Поэтому указанным методом можно изготовлять только болты классов прочности 4.8, 5.8, 6.9 и в ряде случаев 8.8.

В ряде случаев эти же болты могут быть изготовлены и холодной штамповкой, но с обязательным отжигом исходного металла.

Высокопрочные болты из среднеуглеродистых и легированных сталей (классы прочности 8.8, 10.9 и 12.9, 14.9) изготовляются с закалкой и отпуском.

В нашей работе мы выбрали Сталь 20, предназначенную для изготовления втулок, болтов, гаек и шайб. Различные характеристики стали 20 приведены в приложении. Представим химический состав и механические свойства стали 20.

Химический состав в % материала Ст20

C	Si	Mn	Ni	S	P	Cr	Cu	As
0.17 - 0.24	0.17 - 0.37	0.35 - 0.65	до 0.25	до 0.04	до 0.04	до 0.25	до 0.25	до 0.08

Механические свойства при Т=20oС материала Ст20

Сортамент	Размер	Напр.	sв	sT	d5	y	KCU	Термообр.
-	мм	-	МПа	МПа	%	%	кДж / м2	-
Прокат горячекатан.	до 80	Прод.	420	250	25	55		Нормализация
Пруток		Прод.	480	270	30	62	1450	Отжиг 880 - 900oC,
Пруток		Прод.	510	320	30.7	67	1000	Нормализация 880 - 920oC,

Твердость материала 20 после отжига ,	HB 10 -1 = 163 МПа
Твердость материала 20 калиброванного нагартованного ,	HB 10 -1 = 207 МПа

2. Производство стали

Производство стали в электропечах

Электросталеплавильное производство - это получение качественных и высококачественных сталей в электрических печах, обладающих существенными преимуществами по сравнению с другими сталеплавильными агрегатами.

Выплавка стали в электропечах основана на использовании электроэнергии для нагрева металла. Тепло в электропечах выделяется в результате преобразовании электроэнергии в тепловую при горении электрической дуги либо в специальных нагревательных элементах, либо за счет возбуждения вихревых токов.

В отличие от конвертерного и мартеновского процессов выделение тепла в электропечах не связанно с потреблением окислителя. Поэтому электроплавку можно вести в любой среде - окислительной, восстановительной, нейтральной и в широком диапазоне давлений - в условиях вакуума, атмосферного или избыточного давления. Электросталь, предназначенную для дальнейшего передела, выплавляют, главным образом в дуговых печах с основной футеровкой и в индукционных печах. (см. приложение)

Выплавка стали в кислых электродуговых печах

Электродуговые печи с кислой футеровкой обычно используются при выплавке стали для фасонного литья. Емкость их составляет от 0,5 до 6,0-10 т. Кислая футеровка более термостойкая и позволяет эксплуатировать печь с учетом условий прерывной работы многих литейных цехов машиностроительных заводов. Основным недостатком печей с кислой футеровкой является то, что во время плавки из металла не удаляются сера и фосфор.

Плавление в кислой печи длится примерно так же, как в основной печи (50-70 мин). В окислительный период удалятся меньшее количество углерода (0,1 - 0,2 %) и из-за повышенного содержания FeO в шлаке металл кипит без присадок железной руды. Когда металл нагрет, начинается восстановление кремния по реакции:

(SiO2) + 2[C] = [Si] + 2COгаз

К концу окислительного процесса содержание Si в металле увеличивается до 0,2 - 0,4 %.

Плавка с рафинированием в ковше печным шлаком применяется на печах емкостью 100 - 200 т. После окончания окислительного периода и раскисления металла наводят новый шлак с высоким содержанием СаО. В течение 40 - 60 мин шлак раскисляют молотым коксом и ферросилицием. Перед выпуском в шлак дают CaF2. Высокое (10 - 20 %) содержание CaF2 обеспечивает высокую рафинирующую способность шлака. При выпуске из печи вначале выпускают в ковш жидкий шлак и затем мощной струей металл. Перемешивание металла со шлаком обеспечивает высокую степень рафинирования от примесей (от серы) и неметаллических включений. Одной из форм рафинирования стали в ковше можно считать технологию синтетических шлаков на основе СаО - Al2O3. В этом случае требуются дополнительные затраты для плавления шлака.

Плавка стали в индукционной печи

В индукционных печах для выплавки металла используется тепло, которое выделяется в металле за счет возбуждения в нем электрического тока переменным магнитным полем. Источником магнитного поля в индукционной печи служит индуктор. Проводящая электрический ток шихта, помещенная в тигель печи, подвергается воздействию переменного магнитного поля, возникающего от индуктора, нагревается в следствие теплового воздействия вихревых токов.

По сравнению с дуговыми электропечами индукционные печи имеют ряд преимуществ: отсутствие электродов и электрических дуг позволяет получать стали и сплавы с низким содержанием углерода и газов; плавка характеризуется низким угаром легирующих элементов, высоким техническим КПД и возможностью точного регулирования температуры металла.

Поскольку плавка в индукционной печи происходит очень быстро, шихта для нее используется, как правило, из высококачественного металлолома известного состава. Перед плавкой происходит точный расчет шихты по содержанию углерода, серы и фосфора, а также легирующих элементов. Шихту загружают в тигель таким образом, чтобы она плотно заполняла весь объем тигля. После загрузки шихты включают ток на полную мощность. По мере проплавления шихты загружают оставшуюся часть. Затем на поверхность металла загружают шлакообразующую смесь, состоящую из извести, магнезитового порошка и плавикового шпата. В процессе плавки шлак раскисляют добавками порошка кокса и молотого раскислителя. По ходу плавки добавляют легирующие материалы. Металл раскисляют кусковыми ферросплавами и в конце плавки алюминием.

В индукционных печах выплавляют, как правило, стали и сплавы сложного химического состава. (см приложение)

3. Изготовление болтов. Характеристики процесса холодной штамповки

Процесс штамповки болтов заключается в том, чтобы из заготовки диаметром меньше диаметра отверстия в матрице (на величину зазора) и значительно меньше диаметра наибольшего сечения головки болта можно получить изделие необходимых размеров.(см приложение)

Холодная штамповка, являющаяся одним из наиболее распространенных видов обработки давлением металлов и неметаллических материалов, представляет собой процесс формообразования заготовок или готовых деталей. Механическим воздействием частей штампа непосредственно исполнительного механизма на материал заготовки (ленту, проволоку, полосу). Машинами-орудиями для холодной штамповки являются различного рода прессы, на которые устанавливают штампы. Штампы представляют собой специальный вид технологической оснастки, каждый из которых предназначен для выполнения одной простой или сложной операции. Полуфабрикаты и детали, изготовленные холодной штамповкой или штамповкой и сваркой (штампо-сварные детали) во многих случаях вытесняют полуфабрикаты и детали, полученные горячей штамповкой или литьем детали изготовленной резанием.

Основными особенностями холодной штамповки являются:

- высокая производительность и дешевизна изделий в силу чрезвычайно малой длительности выполнения операции, исчисляемой долями минуты.

- взаимозаменяемость получаемых деталей.

- возможность включения в единый технологический процесс изготовления детали вместе с механической обработкой, резанием, сваркой, пайкой и др.

- благоприятные условия для полной или частичной автоматизации управления процессом.

Недостатком холодной штамповки является относительно высокая цена штампов, однако это не является препятствием для широкого применения холодной штамповки в серийном и массовом производствах, где повышенные затраты на подготовку производства окупаются довольно быстро.

Для повышения производительности холодной штамповки, повышения качества деталей и уменьшения количества необходимых штампов несколько простых операций объединяют в одну сложную комбинированную, выполняемую в одном, несколько усложненном штампе. Например, объединяют операции вырубки и гибки, вырубки и вытяжки, вытяжки и пробивки. Штампы, предназначенные для выполнения таких объединенных операций, называют комбинированными.

Для холодной штамповки в производстве применяют различные металлы, и неметаллические материалы: низкоуглеродистые, углеродистые качественные и легированные стали, пружинную сталь, медь, бронзу, латунь, мельхиор, бумагу, картон, кожу, фибру, текстолит, целлулоид, слюду и др. Холодная штамповка металла может осуществляться как из объемной заготовки - катаного, тянутого, прессованного прутка, или толстой полосы, так и из листовой заготовки - листового материала.

Кроме основных физико-механических свойств (прочность, твердость, упругость, структура, теплопроводность, электрические и магнитные свойства), штампуемый материал должен обладать технологичностью-дешевизной, недефицитностью и способностью обрабатываться давлением.

Для разъединительных операций можно применять все перечисленные выше материалы. Для формоизменяющих операций применяются лишь те материалы, которые обладают достаточной пластичностью. Холодную листовую и объемную штамповку успешно применяют на заводах, выпускающих автомобили, мотоциклы, тракторы, самолеты, вагоны; в электротехнической и радиотехнической промышленности; при производстве приборов, часов и многих других предметов народного потребления.

4. Определение типа производства

Тип производства - это классификационная категория производства, выделяемая по признакам широты номенклатуры, регулярности, стабильности и объема выпуска изделий.

Для определения типа производства используем годовой объем выпуска и массу детали. В нашей работе объем выпуска N=25000, масса детали < 1 кг, следовательно, выбираем серийный тип производства, который характеризуется ограниченной номенклатурой изделий, изготовляемых периодически повторяющимися партиями, и сравнительно большим объемом выпуска.

Исходные данные:

Годовая программа изделий шт.

Количество деталей на изделие шт.

Определяем основное технологическое время:

Токарная обработка:

То=(0.17dl+0.52dl+0.18dl+0.18dl+0.17dl+0.1dl+0.17dl+0.1dl+0.037d+0.052d+0.17dl+0.1dl+0.037d+0.052d+0.037d+0.052d))103=(0.17*55*32+0.52*20*32+0.18*30*32+0.18*30*32+0.17*46*22+0.1*46*22+0.17*40*5+0.1*40*5+0.037*55+0.052*55+0.17*42*4+0.1*42*4+0.037(552-302)+0.052(552-302)+0.037*(552-452))103=1448.99*10-3=1.449 мин.

Шлифование:

То=(0,07dl+0.1dl+0.07dl+1.5dl)103=(0.07*46*22+0.1*46*22+0.07*30*32+1.5*30*32)10-3=1.68 мин.

Фрезерование:

То=7*20*10-3=0.14мин.

Сверление:

То=(0,052dl+0.21dl)10-3=(0.052*4*3+0.21*4*3)10-3=0.003мин.

Определяем штучно-калькуляционное время:

Токарная обработка: То=1.449 мин.,

Тш-к=Тоцк=1.449*2,14=3.1 мин.;

Шлифование: То=1.68 мин.,

Тш-к=Тоцк=1.68*2.1=3.528 мин.;

Фрезерование: То=0.14 мин.,

Тш-к=Тоцк=0.14*1.84=0.2576 мин.,

Сверление: То=0.003 мин.,

Тш-к=Тоцк=0.003*1.72=0.00516 мин.;

Располагая штучно-калькуляционным временем, затраченным на каждую операцию, определяем количество станков:

где N-годовая программа, шт.; Тш-к - штучно-калькуляционное время, мин.; FД- действительный годовой фонд времени, ч; зЗ.Н.-нормативный коэффициент загрузки оборудования. ( FД=4029ч, зЗ.Н.=0.90.)

Вычисляем значение фактического коэффициента загрузки рабочего места:

Количество операций, выполняемых на рабочем месте:

Штучно-калькуляционное время, а также все последующие результаты заносим в таблицу 1

сталь штамповка заготовка болт

Таблица 1

Операции	Тш-к, мин.	mP, шт.	P, шт.	зЗ.Ф.	О, шт.
1.Токарная	3.1	0.0356	1	0.0356	25.28
2.Шлифовальная	3.528	0.041	1	0.041	21.95
2.Фрезерная	0.2576	0.00296	1	0.00296	304.05
3.Сверлильная	0.00516	0.000059	1	0.000059	15254

Кол-во деталей в партии при групповой форме организации производства с периодичностью запуска производства 24 дня:

Принимаем 250 деталей в партии.

5. Расчет припусков, выбор вида и метода получения заготовки

Основными конечными показателями обработки резанием является уровень шероховатости обработанной поверхности, ее геометрическая точность и физико-механические характеристики (например, упрочнение и глубина изменившейся микротвердости). Основное влияние на эти показатели оказывают глубина

резания, подача, скорость резания и смазочно-охлаждающие технологические средства (СОТС), которые взаимно связаны между собой и совокупно влияют на результаты резания. В практике машиностроения выработалась условная градация процессов резания, сущность которой состоит в том, что все процессы резания разделяют на черновое (обдирочное), получистовое, чистовое и тонкое точение. Для каждой градации способов резания назначены диапазоны численных значений шероховатостей, точности и других характеристик обработанных поверхностей.

Припуском называют слой материала, удаляемый в процессе механической обработки заготовки для достижения требуемой точности и качества обрабатываемой поверхности.

Различают припуски промежуточные (Zi) и общие (Z0).

Промежуточный припуск - слой материала, который должен быть удален во время данной операции или перехода. Промежуточный припуск определяют как разность размеров, полученных на смежном и предшествующем переходах.

При обозначении припусков используются следующие индексы: (i-1) - индекс для предшествующего перехода; i- индекс для выполняемого перехода.

При обработке поверхности вращения припуски задают на диаметр:

2Zi=di-1 -d

Общий припуск равен сумме промежуточных припусков по всему технологическому маршруту механической обработки данной поверхности:

Общий припуск определяется как половина разности размеров заготовки и готовой детали. Выбор общих и операционных припусков и допусков имеет большое технико-экономическое значение.

Чрезмерно большие припуски снижают экономическую эффективность процесса за счет потерь металла, переводимого в стружку. Удаление лишних слоев металла требует введения дополнительных технологических переходов, увеличивает трудоемкость процессов обработки, расход энергии и режущего инструмента, повышает себестоимость обработки. При увеличенных припусках в некоторых случаях удаляют наиболее износостойкий поверхностный слой обрабатываемой детали (наклеп).

Чрезмерно малые припуски также нежелательны. Они не обеспечивают удаление дефектных поверхностных слоев и получение требуемой точности и шероховатости обработанной поверхности, а в некоторых случаях создают неприемлемые условия для работы режущего инструмента по литейной корке или окалине. Чрезмерно малые припуски требуют повышения точности заготовок, затрудняют их разметку и выверку на станках и, в конечном счете, увеличивают вероятный процент брака. Правильно выбранный припуск обеспечивает устойчивую работу оборудования при достижении высокого качества продукции и минимальную себестоимость продукции.

Рассчитаем диаметральные размеры болта для двух наиболее точных поверхностей.

Таблица 2

Расчёт припусков и предельных размеров по технологическим переходам на обработку отверстия Ш30H9+0.06

Технологические переходы обработки поверхности Ш30H90.06мм.	Элементы припуска, мкм.	Расчетный припуск 2zmin, мкм.	Расчетный размер dP, мм.	Допуск д, мкм.	Предельный размер, мм.	Предельное значение припусков, мкм.
	Rz	T	с	е				dmin	dmax	2zminпр	2zmaxпр
Заготовка	40	60	30,7	0	-	29.419	520	28.9	29.42	-	-
Черновое растачивание	50	50	6.36	0	281.4	29.637	210	29.427	29.637	217	527
Получистовое растачивание	20	25	0	0	212.7	29.85	84	29.766	29.85	213	339
Предварительное шлифование	10	20	0	30	150	30	52	29.948	30	150	182
Чистовое шлифование	5	15	0	0	60		21	30.039	30.06	60	91

Пространственная погрешность:

где,

рсм смещение отверстия (после сверления отверстия глубиной 32мм равно нулю)

Пространственное отклонение:

После сверления: с= =30.7мкм;

После чернового растачивания: с= =6,36мкм;

После получистового растачивания: с=0;

После предварительного шлифования: с=0

После чистового шлифования: с=0

Погрешность установки для операций растачивания равна нулю т.к. обработка поверхности производится после сверления без смены позиции. Погрешность установки для первой операции шлифования равна:

Погрешность установки для второй операции шлифования равна нулю т.к. обработка поверхности производится без смены позиции.

Определение межоперационных припусков:

Минимальный припуск под растачивание:

черновое

мкм

получистовое

мкм

Минимальный припуск под шлифование:

предварительное

мкм

чистовое

мкм

Определение расчетных размеров:

мм

мм

Определение предельных размеров

( округлен до точности допуска):

мм

мм

мм

Определение предельных значений припуска:

для чистового шлифования

для предварительного шлифования

для получистового растачивания

для чернового растачивания

Построим схему графического расположения припусков и допусков на обработку поверхности Ш30H9:

Рис. 1 “Схема графического расположения припусков и допусков на обработку отверстия Ш30H9 болта”

Выбор наиболее рационального способа получения заготовки зависит прежде всего от типа производства. В нашей работе мы определили тип производства - серийный. Для такого производства заготовки целесообразно получать методом обработки на различных токарно-винтовых станках. Для обработки болтов мы выбрали токарно-винторезный станок 250 ИТВМ. (Особенности конструкции и технические характеристики станка приведены в приложении)

6. Расчет суммарной погрешности обработки

Определяем величину погрешности ДИ, вызванную размерным износом резца:

где L - длина пути резания обработки партии N деталей определяется:

Для токарного станка повышенной точности наибольшее смещение резцедержателя и оправки установленной в шпиндели передней бабки под нагрузкой.

Болт, закрепленный в трехкулачковом патроне можно представить как балку защемленную консольно, нагруженную сосредоточенной силой в конце балки, там же будет наибольший прогиб:

Т.к. возможны колебания припусков, то колебания глубины резания в этом случае:

В предположении, что настройка растачивания на выполняемый размер производится по индикаторному упору с ценой деления 0,002мм, определим погрешность настройки:



где Dp=20-погрешность регулирования положения резца, Кр=1.14 и Ки=1- коэффициенты распределения величин Dр и Dизм от нормального закона распределения, Dизм=20 мкм.

Тогда погрешность настройки:

Определим температурные деформации технологической системы, приняв их равными 15% от суммы остальных погрешностей:

SDт=0.15(9,628+9,133+13+2,5)=4,69мкм.

Определим суммарную погрешность обработки по уравнению:

7. Расчет режимов резания

Процесс резания характеризуется наличием относительных движений заготовки и режущего инструмента.

Различают установочные движения, при осуществлении которых стружку с заготовки не срезают, и основные движения, и основные движения, при которых стружку срезают.

Основные движения подразделяют на главное движение резания и движение подачи.

Главным называют движение, обеспечивающее деформирование материала и срезание с заготовки припуска. Оно характеризуется скорость резания Vр (м/мин).

Подачи позволяют вводить в обработку новые слои материала заготовки. Одновременно могут применяться одна или несколько подач, все они имеют меньшую скорость, чем скорость главного движения, а при протягивании и прошивании подача как движение отсутствует.

Приведем расчет режимов резания для болта:

1.Определим глубину резания:

t = 0,5D = 0,5 * 11 = 5,5 мм

2. Определим подачу:

S = 0,14 мм/об

3.Проверяем принятую подачу:

кгс

Ср = 68; qp = 1; Кр = 0,6/0,6 = 1; yp = 0,7

PZ

Подача выбрана правильно

4.Стойкость режущего инструмента:

мин.

5.Скорость резания:

м/мин

Сv = 7; y = 0,7; q = 0,4; m = 0,2; Kv = 0,75

6.Частота вращения шпинделя:

об/мин

Корректируем по паспортным данным станка:

nд = 125 об/мин

7.Действительная скорость резания:

м/мин

8.Проверка скорости резания по мощности станка:

NшпNрез

Nшп = NдвкВт

кВт

кгс/м

См = 0,0345; y = 0,8; q = 2; Kр = 0,75

Nшп = 2,8 > Nрез = 1,08

Обработка возможна

9.Машинное время:

мин.

L = мм.

8. Расчет себестоимости механической обработки заготовки

Себестоимость изготовления детали-сумма затрат на производство этой детали.

Себестоимость продукции является не только важнейшей экономической категорией, но и качественным показателем, так как она характеризует уровень использования всех ресурсов (переменного и постоянного капитала), находящихся в распоряжении предприятия.

Как экономическая категория себестоимость продукции выполняет ряд важнейших функций:

* учет и контроль всех затрат на выпуск и реализацию продукции;

* определение оптимальных размеров предприятия;

* экономическое обоснование и принятие любых управленческих решений и др.

Различают следующие виды себестоимости: цеховая, производственная и полная.

Цеховая себестоимость представляет собой затраты цеха, связанные с производством продукции.

Производственная себестоимость помимо затрат цехов включает общепроизводственные и общехозяйственные расходы.

Полная себестоимость отражает все затраты на производство и реализацию продукции, слагается из производственной себестоимости и внепроизводственных расходов (расходы на тару и упаковку, транспортировку продукции, прочие рас ходы).

Различают индивидуальную и среднеотраслевую себестоимость.

Индивидуальная себестоимость обусловливается конкретными условиями, в которых действует то или другое предприятие.

Среднеотраслевая себестоимость определяется как средневзвешенная величина и характеризует средние затраты на единицу продукции по отрасли, поэтому она находится ближе к общественно необходимым затратам труда.

Рассчитаем себестоимость механической обработки болта

1.Определение затрат на основные материалы. Затраты на основные материалы определяются по формуле:

Сом = qз * Вгод * См -- qотх * Вгод * Сотх , где

qз - вес заготовки, кг (qз=0,63 кг);

Nгод - годовой выпуск, шт. (Nгод=25000 шт.);

См - стоимость 1 кг материалов, руб. (См=6,2 руб.);

qотх - вес отходов, кг (qотх=0,1 кг.);

Сотх -- стоимость 1 кг отходов, руб. (Сотх=0,68 руб.).

Сом=0,63 * 25000 * 6,2 - 0,1 * 25000 * 0,68 = 2572550 руб.

Стоимость отходов принимается в размере 11 % от стоимости основного материала.

Результаты расчетов стоимости основных материалов сведены в таблицу 3.

Таблица 3

Затраты на основные материалы

Норма расхода материала, кг	Цена 1 кг материала, руб.	Норма отходов, кг	Цена 1 кг отходов, руб.	Стоимость отходов, руб.	Всего затрат на материалы, руб.
417450	6,2	23000	0,68	15640	2572550

2.Определение потребности в электроэнергии.

2.1 Годовой расход силовой электроэнергии в кВт/час определяется по формуле:

Эс = ?(Руст.i * Ксi)* Фд * Кз.с.ср., где

Руст.i - установленная мощность электродвигателей, кВт (?Руст.i=287,5 кВт);

Ксi - коэффициент спроса, учитывающий недогрузку и неодновременность работы электроприемников, принимаем

(Ксi = 0,25);

Фд - действительный годовой фонд работы оборудования, час (Фд=2080 ч);

Кз.с.ср. - средний коэффициент загрузки оборудования по времени (Кз.с.ср.=0,81).

Эс = 287,5 * 0,25 * 2080 *0,81 = 121095 кВт/год.

2.2 Годовой расход электроэнергии на освещение в кВт* час определяется по формуле:

Эосв=qэ* S * Фосв * К * Кс / 1000, где

qэ - средний расход электроэнергии на 1 м2 цеха (20-22 кВт/час);

S - площадь участка, м2 (S=630 м2);

Фосв - число часов освещения при 2-х сменной работе в год (2100 ч.);

К - коэффициент дежурного освещения (К =1,05);

Кс - коэффициент спроса (Кс = 0,8).

Эосв = 21* 630 * 2100 * 1,05 * 0,8 / 1000 = 23337,72 кВт.

Результаты расчетов сведены в таблицу 4.

Таблица 4

Затраты на все виды энергии и услуги

Вид энергии или услуги	Единицы измерения	Цена за единицу, руб.	Потребность на программу	Сумма затрат, руб.
Вода хозяйственно-бытовая	т	9,4	203,3	1911,02
Промывка деталей	т	5,8	59,17	343,19
Вода промышленная	т	0,96	112,13	107,8
Сжатый воздух	м3	53	13646,88	723284,6
Электроэнергия	кВт/ч	0,3	144432,72	43329,82
Пар	т	113	453,6	51256,8

3.Определение годового фонда заработной платы.

3.1 Производственных рабочих

Тарифный фонд заработной платы производственных рабочих определяется исходя из суммы расценок и годового выпуска детали. Определение расценок по операциям приведены в таблице 5.

Таблица 5

Расценки по операциям

Номер операции	Норма tшт, мин	Разряд работы	Часовая тарифная ставка соответствующего разряда, руб.	Расценка на операцию, руб.
1	1,260	3	8,12	0,17
2	0,853	3	8,12	0,12
3	0,250	3	8,12	0,03
4	1,934	3	8,12	0,26
5	0,128	3	8,12	0,02
6	0,066	-	8,12	0,01
7	0,798	3	8,12	0,11
8	-	-	-	-
9	1,050	4	9,50	0,17
10	0,713	3	8,12	0,10
11	0,620	3	8,12	0,08
12	1,140	4	9,50	0,18
13	0,841	3	8,12	0,11
14	0,620	3	8,12	0,08
15	0,130	3	8,12	0,02
16	0,130	3	8,12	0,02
17	0,460	4	9,50	0,07
18	-	-	-	-

Итого: 2,34 руб.

Тарифный фонд заработной производственных рабочих определяется по формуле:

Фтар. = ?Pi * Bгод ,где

?Рi - сумма расценок по операциям(?Pi = 2,34 руб.),

Nгод - годовой выпуск, шт. (Nгод = 25000 шт.).

Фтар. = 2,34 * 25000 = 269100 руб.

Фонд основной заработной платы включает в себя тарифный фонд, доплаты и премии (Д), величина которых обычно равна 20% - 30% от тарифного фонда.

Фонд основной заработной платы равен:

Фосн = Фтар + Д

Фосн = 269100 + 80730 = 349830 руб.

Фонд дополнительной заработной платы составляет для механических цехов 10% от основного фонда

Фдоп = 0,1* Фосн

Фдоп = 0,1 * 349830 = 34983 руб.

Величина отчислений на социальное страхование принимается равной 36,5% от суммы основной и дополнительной заработной платы:

Фнач с.с. = (Фосн + Фдоп) * 0,365

Фнач с.с. = (349830 + 34983) * 0,365 = 140456,75 руб.

Полная заработная плата рассчитывается по формуле:

Фполн = Фосн + Фдоп + Фнач с.с.

Фполн = 349830 + 34983 + 140456,75 = 525269,75 руб.

3.2 Рабочих, обслуживающих оборудование

Тарифный фонд заработной платы рабочих, обслуживающих оборудование определяется по формуле:

Фтар = Фд.р. * (ЧТС)с.р. * Рвсп * Кз

Фд.р. - действительный годовой фонд времени рабочих

(Фд.р. = 1800 час);

Кз - занятость рабочих, обслуживающих оборудование на данном участке (Кз= 0,4);

(ЧТС)с.р. - средняя часовая тарифная ставка,

(ЧТС)с.р. = 8,12 + 9,50 + 10,80 + 12,20 / 4 = 10,16 руб.

Рвсп - списочное количество рабочих, обслуживающих оборудование(Рвсп=6).

Фтар = 1800 * 10,16 * 6 * 0,4 = 47520 руб.

Фонд основной заработной платы: Фосн = Фтар + Д

Фосн = 47520 + 9319,2 = 56839,2 руб.

Величина отчислений на социальное страхование равна 36,5 % от суммы основной и дополнительной зарплаты:

Фнач с.с. = (Фосн + Фдоп) * 0,365

Фнач с.с. = (56839,2 + 5591,5) * 0,365 = 22820,9 руб.

Полная заработная плата рабочих обслуживающих оборудование равна:

Фполн = Фосн + Фдоп + Фнач с.с.

Фполн = 56839,2 + 5683,9 + 22820,9 = 85344,0 руб.

4.Определение капитальных затрат и годовой суммы амортизационных отчислений.

Стоимость производственного рабочего оборудования берется из ведомости оборудования.

Стоимость энергетического (силового) оборудования и распределительных устройств, включая затрать на его монтаж, упаковку и транспортные расходы, берется в размере 500 руб. за 1 кВт установленной мощности.

Стоимость здания, занимаемого оборудованием, и служебно-бытовых объектов составляет 300 руб. за 1 м2

Стоимость транспортных средств принимается в размере 3,3% от стоимости оборудования.

Стоимость приспособлений и инструмента длительного пользования определяется в размере 10 % от стоимости оборудования, производственного и хозяйственного инвентаря -- 1,5 % от стоимости оборудования.

Размер амортизации основных фондов принимается в процентах от первоначальной стоимости:

а) рабочего оборудования, зданий и сооружений -- согласно “Нормам амортизационных отчислений по основным фондам” - 5%.

б) силового оборудования:

- прочего силового электротехнического оборудования и распределительных

устройств -6,4 %

в) инструментов и приспособлений длительного пользования:

- инструментов: режущих-- 13%, измерительных -- 11 %;

- приспособлений, штампов, моделей 15%, в среднем -- 13%;

г) транспортных средств -- 12 %;

д) производственного и хозяйственного инвентаря -- 12 %.

Примечание:

Сумму амортизации оборудования следует увеличить на 10 % за счет неучтенного оборудования.

Расчеты капитальных затрат и амортизационных отчислений сведены в таблицу 6.

Таблица 6

Общая стоимость основных фондов и размер амортизации

№ пп	Наименование основных фондов	Стоимость ОФ, руб.	Процент к итогу	Норма амортизационных отчислений, %	Сумма амортизации, руб.
1	Здания и сооружения	189000,00	11,29	5	9450,00
2	Оборудование (рабочее и силовое)	1189540,00	71,08	14,5	172483,30
3	Неучтённое оборудование	118954,00	7,11	10	17248,33
4	Подъёмно-транспортное оборудование	39254,82	2,35	12	4710,58
5	Приспособления, инструмент	118954,00	7,11	13	15464,02
6	Производственный, хозяйственный инвентарь	17843,10	1,07	12	2141,17
	Итого	1655720,66			221497,4

5. Расходы по содержанию и эксплуатации оборудования.

Результаты расчетов сведены в таблицу 7.

Таблица 7

Расходы по содержанию и эксплуатации оборудования

Расходы по эксплуатации оборудования, руб.	Расходы на ремонт оборудования, руб.	Расходы на ремонт транспорта, руб.	Расходы по эксплуатации транспорта, руб.	Амортизация оборудования, руб.
86256,60	5750,00	392,55	9813,71	221497,40
	ИТОГО:	323710,26

Заключение

В нашем курсовом проекте мы рассмотрели неотъемлемую деталь любых конструкций - болт.

1. В ходе анализа исходных данных для проектирования техпроцесса было выявлено, что болты изготавливаются из следующих групп материалов: углеродистые и легированные стали; коррозионно-стойкие, жаропрочные, жаростойкие и теплоустойчивые стали; цветные сплавы. В нашем проекте для изготовления болта была выбрана Сталь 20, физические и механические свойства которой приведены выше.

2. Производство стали происходит в электропечах. Выплавка стали в электропечах основана на использовании электроэнергии для нагрева металла.

3. Изготавливают болты методом холодной штамповки, процесс которой заключается в том, чтобы из заготовки диаметром меньше диаметра отверстия в матрице (на величину зазора) и значительно меньше диаметра наибольшего сечения головки болта можно получить изделие необходимых размеров.

4. В нашем проекте был выбран серийный тип производства болтов, который характеризуется ограниченной номенклатурой изделий, изготовляемых периодически повторяющимися партиями, и сравнительно большим объемом выпуска. В результате расчетов мы получили- 250 деталей в партии.

5. Для обработки болтов мы выбрали токарно-винторезный станок 250 ИТВМ. Данный станок предназначен для выполнения разнообразных токарных работ, а также для нарезания метрических, модульных, дюймовых резьб.

6. Расчет себестоимости механической обработки болта проведен по нескольким критериям, а именно:

6.1 Определение затрат на основные материалы.

6.2 Определение потребности в электроэнергии.

6.3 Определение годового фонда заработной платы.

6.4 Определение капитальных затрат и годовой суммы амортизационных отчислений.

6.5 Расходы по содержанию и эксплуатации оборудования.

Список используемой литературы

1. Технологии машиностроения. Технологии заготовительного производства: Учебное пособие для вузов / Салтыков В.А., Аносов Ю.М., Федюкин В.К.; под ред. В.К. Федюкина, СПб.: Изд-во Михайлова В.А., 2014.

2. Технология машиностроения: Учебное пособие в 2-х кн.: Кн.1: Основы технологии машиностроения / Жуков Э.Л., Козарь И.И., Мурашкин СЛ. и др.; под ред. СЛ. Мурашкина. - М.: Высшая школа, 2005.

3. Технология машиностроения: Учебник для вузов. В 2-х т. Т.1: Основы технологии машиностроения / Бурцев В.М., Васильев А.С, Дальский А.М. и др.; под ред. А.М. Дальского. - М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1997.

4. Технология машиностроения: Учебник для вузов. В 2-х т. Т.]: Основы технологии машиностроения / Бурцев В.М., Васильев А.С, Дальский А.М. и др.; под ред. А.М. Дальского. - М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2001.

5. Технология машиностроения: Учебник для вузов. В 2-х т. Т.2: Производство машин / Бурцев В.М., Васильев А.С. и др.; под ред. Г.Н. Мельникова. - М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2010.

6. Технология машиностроения: Учебник для вузов: В 2-х т. Т.2: Производство машин / Бурцев В.М., Васильев А.С. и др.; под ред. Г.Н. Мельникова, М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2011.

7. Технология машиностроения: учебное пособие для вузов. В 2-х кн. Кн.1: Основы технологии машиностроения / Жуков Э.Л., Козарь И.И., Мурашкин СЛ. и др.; под ред. С.Л. Мурашкина. - М.: Высшая школа, 2003.

8. Технология машиностроения: Учебное пособие для вузов. В 2-х кн. Кн.2: Производство деталей машин / Жуков Э.Л., Козарь И.И., Мурашкин СЛ. и др.; под ред. С.Л. Мурашкина. - М.: Высшая школа, 2003.

9. Основы технологии машиностроения: Учебник для вузов / Б.М. Базров. - М.: Машиностроение, 2010.

10. Основы технологии машиностроения: Учебник для вузов / И.М. Колесов. - М.: Высшая школа, 2011.

Приложение

1.Чертеж детали и заготовки в трех проекциях с указанием необходимых размеров



2. Характеристика Ст20

Марка :	20
Заменитель:	15, 25
Классификация:	Сталь конструкционая углеродистая качественная
Применение:	трубы перегревателей, коллекторов и трубопроводов котлов высокого давления, листы для штампованных деталей, цементуемые детали для длительной и весьма длительной службы при температурах до 350 град.

Физические свойства Ст20

T	E 10- 5	a 10 6	l	r	C	R 10 9
Град	МПа	1/Град	Вт/(м·град)	кг/м3	Дж/(кг·град)	Ом·м
20	2.13		52	7859
100	2.03	11.6	50.6	7834	486	219
200	1.99	12.6	48.6	7803	498	292
300	1.9	13.1	46.2	7770	514	381
400	1.82	13.6	42.8	7736	533	487
500	1.72	14.1	39.1	7699	555	601
600	1.6	14.6	35.8	7659	584	758
700		14.8	32	7617	636	925
800		12.9		7624	703	1094
900				7600	703	1135
1000					695
T	E 10- 5	a 10 6	l	r	C	R 10 9

3. Выплавка стали в электропечах

Схема рабочего пространства дуговой электропечи:

1 - куполообразный свод; 2 - стенки; 3 - желоб;

4 - сталевыпускное отверстие;

5 - электрическая дуга; 6 - сферический под; 7 - рабочее окно; 8 - заслонка; 9 - электроды

4. Выплавка стали в индукционной печи

Схема индукционной печи:

1 - каркас; 2 - подовая плита; 3 - водоохлаждаемый индуктор; 4 - изоляционный слой; 5 - тигель; 6 - абсоцементная плита; 7 - сливной носок; 8 - воротник; 9 - гибкий токоподвод; 10 - опорные брусья

Индукционная печь состоит из огнеупорного тигля, помещенного в индуктор. Индуктор представляет собой соленоид, выполненный из медной водоохлаждаемой трубки. Ток к индуктору подается гибкими кабелями. Воду для охлаждения подводят резиновыми шлангами. Вся печь заключена в металлический кожух. Сверху тигель закрывается сводом. Для слива металла печь может наклоняться в сторону сливного носка.

Тигель печи изготавливается набивкой или выкладывается кирпичом. Для набивки используют молотые огнеупорные материалы - основные (магнезит) или кислые (кварцит).

5. Характеристики процесса холодной штамповки

Процесс изготовления болта холодной штамповкой начинается с подачи стального прутка с бобины (1). Сначала пруток пропускается через правильную машину и фильеру, а затем режется на части (2). Полученные заготовки подаются в штамповочную машину, где производится их предварительная формовка, штамповка круглой головки, которой придается четырех- или шестигранная форма (3). Затем на торцевой части заготовки болта делается фаска (4), и наконец, с помощью двух плашек нарезается резьба (5).

6. Техническая характеристика токарно-винторезного станка 250 ИТВМ

Характеристика	250ИТВМ
Максимальная длина обрабатываемого изделия, мм	500
Максимальный диаметр обрабатываемой заготовки, мм
над станиной	240
над суппортом	168
Максимальный диаметр прутка, обрабатываемого в патроне, мм	24
Конец шпинделя по ГОСТ 12593-72	4K
Размер внутреннего конуса шпинделя по ГОСТ 25557-82	Морзе 4
Размер внутреннего конуса пиноли и задней бабки	Морзе 3
Перемещение пиноли, мм	85
Частота вращения шпинделя, об/мин	25 -- 2500
Продольная подача, мм/об	0,01 -- 1,0
Поперечная подача, мм/об	0,005 -- 0,5
Шаг нарезаемой резьбы
метрической, мм	0,2 -- 48
модульной, модули	0,3 -- 12
дюймовой, ниток на 1"	24 -- 0,5
Мощность привода главного движения, кВт	5,5
Класс точности по ГОСТ 8-82	В
Габаритные размеры, мм
длина	1790
ширина	810
высота	1400

Размещено на Allbest.ru