Разработка технологического процесса изготовления деталей

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное агентство по образованию

Сибирский государственный аэрокосмический университет им. академика М.Ф. Решетнева

Институт менеджмента и социальных технологий

Курсовая работа

Дисциплина: технология машиностроения

Красноярск - 2009

Содержание

Введение

1. Техническое задание

1.1 Режим работы и фонды времени

1.2 Расчеты по программе выпуска

1.3 Тип и формы организации производства

2. Разработка технологического процесса изготовления деталей

2.1 Анализ служебного назначения, технических условий и норм точности

2.2 Анализ технологичности

2.3 Методы и схемы контроля

3. Выбор экономических вариантов изготовления исходной заготовки

3.1 Расчет полной себестоимости

4. Расчёт припусков и переходных размеров

4.1 Расчёт элементов режима резанья и основного времени

4.2 Основные технико-экономические показатели разработанного технологического процесса

5. Расчет технологической себестоимости

Список используемой литературы

Введение

Новые формы управления промышленностью, меры по улучшению планирования и усиления экономического стимулирования содействуют более успешному развитию индустрии и полному проявлению творческой инициативы всех её работников.

Успешное решение задач, поставленных перед промышленностью, возможно лишь на основе глубокой специализации производства. Повышения эффективности технического, технологического и экономического руководства с полным учетом особенностей каждой отрасли.

Значительное место в решении этих задач отводится технологии машиностроения - науке, устанавливающей определенные закономерности повышения производительности и экономичности технологических процессов обработки заготовок и сборки деталей машин и механизмов.

Целью данного курсового проекта является разработка наиболее экономичного технологического маршрута получения детали, а также расчет технико-экономических показателей разработанного участка. Также произведён анализ технологичности данной детали.

Выполняя курсовую работу, будут развиваться навыки правильного использования всеми данными и их рациональным применением для повышения технико-экономических показателей проектируемого процесса.

В курсовом проекте приводится количество операций, которые необходимо выполнить на выбранных станках для изготовления детали и, время по каждой из операций. Далее в работе приводятся материал заготовки будущей детали и его химический состав, два варианта способов получения исходной заготовки и др. параметры.

Также в курсовом проекте рассчитана технологическая себестоимость детали - разрезной втулки, были назначены припуски на поверхности, подлежащие механической обработке. В завершении курсового проекта был разработан участок на изготовление данной детали. Предложенный технологический маршрут является наиболее оптимальным (быстрым и экономичным) для получения данной детали и обеспечивает обработку с необходимой степенью точности.

1 Техническое задание

1.1 Режим работы и фонды времени

При определении фонда времени работы оборудования и рабочих приняты следующие исходные данные:

1. Полное (календарное) количество дней в году - 365 дней;

2. Количество выходных дней - 104 дня;

3. Количество предпраздничных дней, сокращенных на 1 час - 6 дней;

4. Количество праздничных дней - 8 дней;

5. Количество рабочих дней в году = 365 - (104+8) = 253 дней;

6. Количество рабочих дней с полной продолжительностью рабочей смены = 253- 6 = 247;

7. Продолжительность рабочей недели - 40 часов;

8. Продолжительность смены - 8 часов.

Все уникальные тяжелые станки рассчитаны на работу в три смены, так как работу не предназначается вести на таких станках, то принимаем двухсменный режим работы.

Номинальный годовой фонд времени работы оборудования и рабочего времени составляет:

8*247=1976;

7*6 = 42 часов

1976+42=2018

Принимаем для расчета 2018 часа.

Fg = 2018 ч.

1.2 Расчеты по программе выпуска

Разработать технологический процесс изготовления детали типа втулка, при заданной программе выпуска N1 = 50 000 штук в год.

1.3 Тип и формы организации производства

При определении типа производства мы учитываем то, что годовая программа выпуска детали составляет 50 000 штук. Поэтому мы выбираем среднесерийное производство на высокопроизводительном оборудовании, что обеспечит предприятию выпуск данного количества деталей.

Исходные данные:

1. Годовая программа N1 = 50 000 шт.

2. Количество деталей на изделие m=1 шт.

3. Процент запасных частей в = 60%

4. Режим работы предприятия - 1 смена в сутки.

5. Действительная годовая программа деталей:

N = N1 * m* (1+в/100)

N = 50 000 * 1,6 = 80 000 шт.

6. Действительный годовой фонд времени работы оборудования:

Fg = 2018 ч.

7. Такт выпуска деталей:

tв = Fg*60/N = 2018*60/80 000 = 1,51 ч.

Данные по существующему (аналогичному) заводскому технологическому процессу или по укрупненному нормированию операций.

Таблица 1 - Данные по существующему (аналогичному) заводскому технологическому процессу

Операция	Норма мин.
1. Токарная	1,0
2. Токарная (2)	1,0
3. Сверлильная	2,0
4. Фрезерная	7,0
5. Фрезерная (2)	8,5
6. Сверлильная	0,5
7. Фрезерная (3)	5,0
8. Фрезерная (4)	5,0
9. Термическая	12,0
10. Контрольная	3,0

Число операций n = 10

Суммарное штучное время: ?Тшт = 45

Среднее штучное время: Тшт.ср. = Тшт / n = 4,5

Коэффициент серийности Кс = tв / Тшт.ср. = 20,0

Тип производства - среднесерийный.

2 Разработка технологического процесса изготовления деталей

2.1 Анализ служебного назначения, технических условий и норм точности

Для изготовления втулки необходимо применять высокопроизводительные методы обработки. Выбираем производить обработку данной детали на фрезерном станке 6П80.

Втулка разрезная применяется для крепежа деталей и как переходник-соединитель во вращательных элементах механизмов и ДСЕ.

Втулка изготавливается из конструкционной качественной стали 45.

Стали по химическому составу подразделяют на углеродистые и легированные. Углеродистые стали, кроме углерода, содержат в небольших количествах только неизбежные примеси кремний, марганец, серу и фосфор. В легированные стали входят, кроме того, добавки цветных металлов хрома, никеля, молибдена, ванадия, вольфрама и др. Химический состав существенно влияет на свойства стали и ее применение в производстве товаров народного потребления. Так, по мере увеличения концентрации углерода возрастают твердость и хрупкость стали. Поэтому практическое использование находят только стали, содержащие не более 1,3% углерода, так как при большем количестве его хрупкость металла возрастает настолько, что снижается надежность изделий в эксплуатации.

Легированные стали подразделяют по назначению на конструкционные, инструментальные и с особыми свойствами. Конструкционные стали применяют для изготовления ответственных деталей машин, когда требуется сочетание высокой прочности, твердости и износостойкости с пластичностью и вязкостью. Из легированных инструментальных сталей изготовляют такие металлообрабатывающие инструменты, как сверла, ножовочные полотна, напильники, метчики, плашки. К сталям с особыми свойствами относят коррозионно-стойкие (нержавеющие), жаропрочные, износостойкие и т.п.

Для маркировки легированных сталей применяют буквенно-цифровой шифр. В начале марки помещают число, обозначающее среднее содержание углерода в десятых долях процента (однозначное число) или сотых долях процента (двузначное число). Если перед маркой число не стоит, то это означает, что сталь содержит углерода 1 % или более. Вид легирующих компонентов обозначают буквой: Х-хром, Н-никель, Т-титан, Ф-ванадий, М-молибден, В-вольфрам, Г-марганец, С-кремний и т. д. После каждой буквы указывают содержание в процентах соответствующего элемента. Если содержание какого-либо легирующего элемента менее 11,5%, число не проставляют. В конце марки высококачественной стали ставят букву А. Это означает, что в составе стали вредных примесей (серы и фосфора) не более чем по 0,03 %. В марке стали качественной, содержащей несколько больше серы и фосфора, нет буквы А.

Характеристика Ст. 45:

Таблица 2- Химический состав Ст.45

Кач. констр. сталь	Состав, %
	С	S	Mn	Si	Р
45	0,45%	не>0,04%	0,5-0,8%	0,17-0,37%	не>0,045%

1. Механические свойства:

Временное сопротивление разрыву после закалки и последующего отпуска, ув = 60 (кг/мм2)

Относительное удлинение, д =11%

Относительное сужение, ш = 30%

Твердость по Бринеллю: НВ 230

Ст.45 конструкционная, имеет достаточную прочность, хорошую обрабатываемость, малую чувствительность к повышению концентрации напряжения при обработке.

2. Применение: изготовление широкого спектра изделий (валы, втулки, шпинделей и др.).

2.2 Анализ технологичности

Анализ технологичности детали проводим в соответствии с общими правилами обеспечения технологичности конструкции изделия.

Основные задачи, решаемые при анализе технологичности конструкции детали, сводим к уменьшению трудоемкости материалоемкости, к возможности обработки детали высокопроизводительными методами.

Ку.э.= 6/7 = 0,86

Ки.м. = 0,250/0,350 = 0,71

Ктч. = 12/16 = 0,75

Кш = 11/16 = 0,69

По приведенным коэффициентам делаем вывод о том, что технологичность конструкции является допустимой к производству.

2.3 Методы и схемы контроля

Для разработанного технологического процесса предшествует технологический контроль необходимый для соблюдения всех размеров, внешнего и внутреннего вида втулки. При контроле будут применяться такие приспособления как центры и штангенциркуль точностью до 0,05 мм. Контроль производится на всем пути движения предмета труда от заготовки, до готовой детали.

3. Выбор экономических вариантов изготовления исходной заготовки

Заготовки необходимо подбирать таким образом, чтобы обеспечить наиболее рациональное использование материала, минимальную трудоемкость получения заготовок и возможность снижения трудоемкости изготовления самой детали.

1. Общие исходные данные:45

2. Масса детали 0,250 кг

3. Годовая программа - N1=50 000 шт.

4. Такт выпуска tв = 1,51 ч

5. Производство - Среднесерийное.

Таблица 3- Данные для расчёта стоимости заготовки по вариантам

Наименование показателей	1й показатель	2й показатель
Вид заготовки	Прокат	Штамповка
Класс точности	4	4
Группа сложности	5	5
Масса заготовки Q, кг.	0,350	0,280
Стоимость 1 т. заготовок, принятых за базу С, руб	25	20
Стоимость 1 т. стружки Sотх. руб.	45	40

Sзаг = Q*Ci - (Q-q) * Sотх

Стоимость заготовки по первому варианту:

Sзаг = 0,350*25 - (0,350-0,250 )*45 = 4,25 руб.

Стоимость заготовки по второму варианту:

Sзаг = 0,380*20 - (0,380-0,250 )*40 = 7,6 руб.

Стоимость механической обработки по первому варианту:

Фрезерный станок 6П80

Ц = 65000*1,1 = 71500 руб.

f = 1,5* 1,5=2,25 м2

R= 5,8

ДП = 32 кВт

Тшт = 45 мин.

Таблица 4-Стоимость механической обработки

Наименование изделия	Выработка по плану	Потребность в материалах на год
	Ед. изм.	Всего за год	Ед. изм.	Удльн. норма	Всего
1	2	3	4	5	6
Ст. 45 Втулка разрезная	Шт.	50 000	кг	0,250	12500

3.1 Расчет полной себестоимости

С/Скл = (Sз + з/пв.р. + Рэ + А + Ар + Звм + Зу + РсиЭО + Ору + Азс)/N1

Разряд работ - 5

з/п = СрТрС*(ti*Ni) + ПН

СрТрС = 2,75

ti = 45/60 = 0,75 ч

Ni = 50 000 шт.

з/п1 = 2,75*1974 + 25%(з/П) = 6785,63 руб.*12*19 = 1547122,5 руб.

Рэ = ДП*Qд*Р= 32 кВт*247*0,62 = 4900 руб. *19 = 93109,12 руб.

Ар = 55 000 руб.*12 = 660000

А = [10 лет; отчисления ежемесячно; списываем 66000] = 6600. (руб./год)*19 = 125400

ЗАУП = 1440 000 руб.

Азс = 1539672

Ору = 500189

РсиЭО = 15956372 руб.

Зу = 71500

Звм = 23875

С/Скл = 439,32 руб.

Стоимость механической обработки по второму варианту:

Фрезерный станок 6Н12ПБ

Ц = 70000*1,1 = 77000 руб.

f = 1,7* 1,5=2,55 м2

R= 5,8

Qд = 35 кВт

Тшт = 45 мин.

Разряд работ - 5

ti = 43/60 = 0,0,75 ч

Ni = 50 000 шт.

з/п1 = 2,75*1970 + 25%(з/П) = 10128,5 руб.*12*19 = 1543987,5 руб.

Рэ = ДП*Qд*Р= 35 кВт*247*0,62 = 5359,9 руб. *19 = 101838,1 руб.

Ар = 55 000 руб.*12 = 660000

А = [10 лет; отчисления ежемесячно; списываем 77000 руб.] = 7700 руб. (руб./год)*19 = 146300 руб.

ЗАУП = 1440 000 руб.

Азс = 1539672

Ору = 500189

РсиЭО = 15533845 руб.

Зу = 70000

Звм = 25379

С/С = 431,22 руб.

Таблица 5-Сравнение вариантов технологического процесса и методов получения заготовки

Наименование позиции	1 вариант	2 вариант
Вид заготовки	Прокат	Штамповка
Стоимость заготовки руб.	4,25	7,6
Отличающиеся операции мех. обработки: с третьей операции.	Обработка наружных поверхностей на станке 6П80	Обработка наружных поверхностей на станке 6Н12ПБ
Полная себестоимость	439,32	431,22

Приведённая годовая экономия:

Э = (С01-C02) * 50 000= (439,32-431,22) * 50 000 = 405000 руб.

Второй вариант экономичнее первого на 405000 руб.

4. Расчёт припусков и переходных размеров

Исходные данные:

Заготовка - штамповка, масса 0,250 кг, класс точности - 4.

Рассчитываем аналитически припуск на поверхность = 2 мм.

На остальные поверхности назначаем табличные значения припусков.

Расчёт отклонения поверхности:

Д? = vД2Eк + Д2у

втулка себестоимость заготовка резанье

ДЕК - общее отклонение оси от прямолинейности

ДЕК = 2Дкlk

lk - размер от сечения, для которого определяется кривизна до торца заготовки.

Дк - удельная кривизна линии на 1 мм длины.

Расчёт минимальных припусков для каждого перехода.

Черновая обработка: 2Zimin = 4,0 мм

Чистовая обработка: 2Zimin = 2,0 мм

Припуск на подрезание торца: zm = 2,0 мм

4.1 Расчёт элементов режима резанья и основного времени

Много инструментальная обработка производится на универсальном Фрезерном станке 6Н12ПБ.

1. Устанавливаем значение глубины резанья для каждой фрезы наладки при условии снятия припуска за один проход.

h = (Д-d)/2 = (122-116)/2 = 3 мм

2. Определяем длину рабочего хода продольного суппорта:

Lр.х. = Lрез + L1 + Lдоп. мм.

Где Lрез. - длина резанья;

L1 - величина врезания инструмента;

Lдоп. - дополнительная длина хода и перебега инструмента;

а) Определяем Lрх. продольного суппорта. Лимитирующую длину резанья имеет торцевая фреза.

Lрез. = 83*2 мм; L1 = 3 мм; Lдоп = 20 мм.

Lр.х. = 166 + 3 + 20 = 189 мм

б) Определяем Lрх поперечного суппорта. Лимитирующую длину резанья имеет торцевая фреза.

L1 = 56;

Lдоп.=0

Lрез. = L1-Lдоп = (56-0) = 56 мм

Lр.х. = 56

3. Определяем подачу суппорта за оборот детали.

Суммарная глубина резания для продольного суппорта составляет для фрез:

?t = 189 мм.

Для поперечного суппорта

?t = 56 мм

Для этих значений суммарной глубины резания выбираем по справочнику:

Для продольного суппорта So = 2 мм/об.

Для поперечного суппорта So = 2 мм/об.,

Корректируя принятую подачу по паспортным данным станка для продольного суппорта принимаем Snac. = 2 мм/об.

Определяем период стойкости лимитирующих инструментов.

л = L/Lp,x = 116/83=1,40

Т = Тм*л; для нашего случая Тм =500 мин.

Т= 500*1,40= 700 мин.

Определяем скорость резанья:

х = Сх/Тм*Тч*Sy*Kх;

Kх=Kмх*Kхх*Kвх = 1*1.02*1.40 = 1,42

Сх = 540, при So = 2 мм

х = 0,11, при y = 0,12, m=20

х = 600*1,42/700.11*2.12*2,10.20 = 31,14 м/мин.

4.2 Основные технико-экономические показатели разработанного технологического процесса

Определение необходимого количества оборудования.

Расчетное количество станков:

Ср = Тшт.к.*N/60*Fg

Ср - расчётное количество станков.

Тшт.к - штучно-калькуляционное время на одну деталь на одном станке.

N = 50 000 - годовая программа выпуска.

Количество фрезерных станков 6Н12ПБ:

Ср. = 45*50000/60*2018=18,6

- принимаем девятнадцать станков.

Коэффициент загрузки станка:

Кз = 18,6/19 = 0,98 или 98%

Количество сверлильных станков 262Д:

Ср. = 45*50000/60*2018=18,6

- принимаем девятнадцать станков.

Коэффициент загрузки станка:

Кз = 18,6/19 = 0,98 или 98%

5 Расчет технологической себестоимости

Сm = (7,6+1543987,5+101838,1+146300+15533845)/50000= 346,52 руб.

Список используемой литературы

Андреев Г.Н., Новиков В.Ю., Схитрладзе А.Г., Проектирование технологической оснастки машиностроительного производства, Москва, издательство Машиностроение, 1999 год, 562 стр.

Геллер Ю.А., Рахштадт А.Г. Материаловедение, Москва, издательство Металлургия, 1975 год, 489 стр.

Б.Т. Гельберг, Г.Д. Пекелис, Ремонт промышленного оборудования, Москва, 1977, 285 стр.

Н.Н. Кропивницкий, А.М. Кучер, Р.В. Пугачева, П.Н. Шорников, Технология металлов, Москва, 1962, 492 стр.

Солнцев Ю.П., Веселов В.А., Демянцевич В.П. Металловедение и технология металлов, Москва издательство Металлургия, 1988 год, 512 стр.

Схитрладзе А.Г., Якушин С.Г. Технологические процессы машиностроительного производства, Москва, издательство Высшая школа, 2000 год, 478 стр.

Якушев А.И. Справочник контролёра машиностроительного завода, Москва, издательство Машиностроение, 1980 год, 527 стр.

Размещено на Allbest.ru