3 Определение типа производства

В данном пункте курсового проекта я определю тип производства, в котором работает предприятие. Это необходимо для того, чтобы на основании типа производства предложить маршрут обработки данной детали – шевер, а заодно произвести выбор и обоснование метода получения заготовки.

Исходные данные для расчета:

Годовая программа выпуска изделий N₁=4000 шт (по заданию);

Количество изделий в узле m = 1 шт;

Запасные части β = 5%;

Режим работы предприятия – 2 смены.

Годовая программа:

[7, c 228]

Действительный годовой фонд времени работы оборудования F_Д = 4029 ч.

Для расчета составим таблицу, в которую внесем данные по технологическому процессу, а также результаты расчета.

Таблица 4 – Расчет типа производства

№ опер.	Наименование операции	Тшт(шт-к), мин	mр	Р	ηз.ф.	О
025	Токарная с ЧПУ	8.45	0.184	1	0.184	5
030	Токарная с ЧПУ	7.85	0.17	1	0.17	5
040	Плоскошлифовальная	1.18	0.026	1	0.026	31
045	Токарно-винторезная	2.18	0.047	1	0.047	18
055	Горизонтально-протяжная	0.62	0.013	1	0.013	62
065	Зубофрезерная	21.4	0.465	1	0.465	2
070	Вертикально-сверлильная	10.45	0.227	1	0.227	4
075	Универсально-заточная	8.19	0.178	1	0.178	5
080	Зубошлифовальная	5.71	0.124	1	0.124	7
085	Долбежная	1.38	0.03	1	0.03	27
100	Плоскошлифовальная	1.18	0.026	1	0.026	31
110	Внутришлифовальная	5	0.109	1	0.109	8
115	Доводочная	6.01	0.131	1	0.131	7
125	Зубошлифовальная	5.71	0.124	1	0.124	7
130	Зубошлифовальная	5.71	0.124	1	0.124	7
135	Круглошлифовальная	1.81	0.039	1	0.039	21
Итого:		92.83		16		247

где Т_{шт(шт-к)} – штучное (штучно-калькуляционное) время на операцию, мин;

m_Р – количество станков, шт;

Р – принятое число рабочих мест, шт;

η_з.ф. – фактический коэффициент загрузки рабочего места;

О – количество операций, выполняемых на рабочем месте, шт.

Штучно-калькуляционное время на каждую операцию определим предварительно по формулам, приведенным в [7] в приложении 1.

Т_{шт(шт-к)} = φ_к·T_осн [7, c 147]

где Т_осн – основное технологическое время, мин; [7, c 146-147]

φ_к – коэффициент, учитывающий вспомогательное и дополнительное время. [7, c 147]

025 операция (токарная с ЧПУ):

Т_осн1=0.1dl=0.1·240·14=336·10^-3=0.34 мин;

Т_осн2=0.18dl=0.18·63·25=283.5·10^-3=0.28 мин;

Т_осн3=0.052(D² – d²) =0.052(240² – 63²)=2788.8·10^-3=2.79 мин;

Т_осн4=0.052(D² – d²) =0.052(150² – 110²)=540.8·10^-3=0.54 мин;

Т_{шт(шт-к)} = 2,14·(0.34+0.28+2.79+0.54)=8.45 мин.

где d – диаметр, мм;

l – длина обрабатываемой поверхности, мм;

D-d – разность наибольшего и наименьшего диаметров обрабатываемого торца, мм.

030 операция (токарная с ЧПУ):

Т_осн1=0.1dl=0.1·240·14=336·10^-3=0.34 мин;

Т_осн2=0.052(D² – d²) =0.052(240² – 63²)=2788.8·10^-3=2.79 мин;

Т_осн3=0.052(D² – d²) =0.052(150² – 110²)=540.8·10^-3=0.54 мин;

Т_{шт(шт-к)} = 2,14·(0.34+2.79+0.54)=7.85 мин.

040 операция (плоскошлифовальная):

Т_осн1=2.5l=2,5·110=275·10^-3=0.28 мин;

Т_осн2=2.5l=2,5·110=275·10^-3=0.28 мин;

Т_{шт(шт-к)} = 2,1·(0.28+0.28)=1,18 мин.

045 операция (токарно-винторезная):

Т_осн=0.17dl=0.17·240·25=1020·10^-3=1,02 мин;

Т_{шт(шт-к)} = 2,14·1.02=2,18 мин.

055 операция (горизонтально протяжная):

Т_осн=0.4l_пр=0.4·900=360·10^-3=0,36 мин;

Т_{шт(шт-к)} = 1.73·0.36=0.62 мин.

где l_пр – длина протяжки, мм.

065 операция (зубофрезерная):

Т_осн=2.2D_зкb_з=2.2·240·24.4=12883,2·10^-3=12,89 мин;

Т_{шт(шт-к)} = 1.66·12.89 =21.40 мин.

где D_зк – диаметр зубчатого колеса, мм;

b_з – длина зуба, мм.

070 операция (вертикально-сверлильная):

Т_осн=0.52dli=0.52·7.5·24.4·64=6090,2·10^-3=6.09 мин;

Т_{шт(шт-к)} = 1.72·6.09 =10.45 мин.

где i – количество проходов.

075 операция (универсально-заточная):

Т_осн=2.5li=2.5·24.4·64=3904·10^-3=3.90 мин;

Т_{шт(шт-к)} = 2.1·3.9 =8.19 мин.

080 операция (зубошлифовальная):

Т_осн=4.6z_зb_з=2.2·64·24.4=3435,5·10^-3=3,44 мин;

Т_{шт(шт-к)} = 1.66·3.44 =5.71 мин.

где z_з – число зубьев зубчатого колеса.

085 операция (долбежная):

Т_осн=0.065Bli=0.065·9.6·10·128=798,7·10^-3=0.80 мин;

Т_{шт(шт-к)} = 1.73·0.8 =1.38 мин.

где В – ширина обрабатываемой поверхности, мм.

100 операция (плоскошлифовальная):

Т_осн1=2.5l=2,5·110=275·10^-3=0.28 мин;

Т_осн2=2.5l=2,5·110=275·10^-3=0.28 мин;

Т_{шт(шт-к)} = 2,1·(0.28+0.28)=1.18 мин.

110 операция (внутришлифовальная):

Т_осн=1.5dl=1.5·63.5·25=2381.25·10^-3=2.38 мин;

Т_{шт(шт-к)} = 2,1·2.38=5.00 мин.

115 операция (доводочная):

Т_осн=1.8dl=1.8·63.5·25=2857.5·10^-3=2.86 мин;

Т_{шт(шт-к)} = 2,1·2.86=6.01 мин.

125 операция (зубошлифовальная):

Т_осн=4.6z_зb_з=2.2·64·24.4=3435,5·10^-3=3,44 мин;

Т_{шт(шт-к)} = 1.66·3.44 =5.71 мин.

130 операция (зубошлифовальная):

Т_осн=4.6z_зb_з=2.2·64·24.4=3435,5·10^-3=3,44 мин;

Т_{шт(шт-к)} = 1.66·3.44 =5.71 мин.

135 операция (круглошлифовальная):

Т_осн=0.15dl=0.15·240·24=864·10^-3=0.86 мин;

Т_{шт(шт-к)} = 2,1·0.86=1.81 мин.

Количество станков определяется по формуле:

[7, c 20]

Операция 025:

Значения m_р для остальных операций сводим в таблицу 4.

Принятое число рабочих мест Р определяем округлением до ближайшего целого числа полученное значение m_Р. Результаты заносим в таблицу 4.

Фактический коэффициент загрузки рабочего места определяем по формуле:

[7, c 20]

Операция 025:

Значения η_з.ф. для остальных операций сводим в таблицу 4.

Количества операций, выполняемых на одном рабочем месте, определяется по формуле:

[7, c 20]

Полученное значение округляется до большего целого числа.

Операция 025: , принимаем О₀₂₅ = 5.

Значения О для остальных операций сводим в таблицу 4.

Коэффициент закрепления операций:

[7, c 228]

Вывод: т.к коэффициент закрепления операций К_зо=15,44, то тип производства среднесерийный. Он характеризуется небольшой номенклатурой выпускаемых изделий, периодически повторяющимися средними партиями.

Количество деталей в партии для одновременного запуска:

[7, c 23]

где а – периодичность запуска в днях, принимаем а = 6 дней; [7, c 23]

254 – количество рабочих дней в году.

Расчетное число смен на обработку всей партии деталей на основных рабочих местах:

[7, c 23]

где Т_{ШТ-К ср} – среднее штучно-калькуляционное время по основным операциям, Т_{ШТ-К ср} = 92,83/16 = 5.8 мин.

η_н.з. – нормативный коэффициент загрузки станков в серийном производстве, η_н.з.=0.8 [7, c 20]

476 – действительный фонд времени работы оборудования в смену, мин.

, принимаем с_ПР = 2 смены.

Определим число деталей в партии, необходимых для загрузки оборудования на основных операциях в течение целого числа смен:

[7, c 23]

Вывод: в результате проведенных расчетов, я определил, что тип производства предприятия будет среднесерийным. Для обработки годовой программы деталей «Шевер» N=4200 шт., потребуется обработка партиями по n=131 деталей с периодичностью 6 дней. Партия будет обрабатываться за две смены.

4 ВЫБОР ЗАГОТОВКИ И МЕТОД ЕЕ ПОЛУЧЕНИЯ

В качестве заготовки для получения детали «Шевер» я предлагаю использовать поковку, полученную методом горячей штамповки на ПШМ (пневматическом штамповочном молоте). При штамповке заготовка получает приближенный контур готовой детали. Это уменьшает время производственного цикла изготовления детали, уменьшает затраты на дорогостоящий материал детали.

Расчет заготовки (поковки), получаемой штамповкой на ПШМ, проводится по ГОСТ 7505-89 [6].

Исходные данные по операции:

Штамповочное оборудование – ПШМ.

Нагрев заготовки – индукционный

Исходные данные по детали:

Материал – сталь Р6М5 ГОСТ 19265-73

Масса детали – М_Д = 6,6 кг (рассчитана при помощи КОМПАС 3D)

Исходные данные для расчета:

Масса поковки расчетная – М_Р = 9,9 кг

Расчетный коэффициент К_Р = 1,5 [6, таблица 20]

М_Р = М_Д · К_Р = 6,6·1,5 = 9,9 кг

Класс точности – Т4 [6, таблица 19]

Группа стали – М3 (зависит от химсоства стали) [6 , таблица 1]

Степень сложности – С1 [6, с 30]

Размеры описывающей поковку фигуры (цилиндр):

Диаметр 240,17·1,05 = 252,18 мм

Высота 25·1,05 = 26,25 мм

Масса описывающей фигуры (расчетная):

где D = 252,18 мм – диаметр фигуры,

Н = 26,25 мм – высота фигуры,

q = 0.00000785 кг/мм³ – плотность материала.

Отношение массы поковки к массе фигуры:

, следовательно степень сложности С1 [6, с 30]

Конфигурация разъема штампа П (плоская) [6, таблица 1]

Исходный индекс – 14 [6, таблица 2]

Припуски и кузнечные напуски:

Основные припуски на размеры, мм: [6, таблица 3]

2,0 – толщина 25 и чистота поверхности Ra=0,4 мкм;

2,7 – диаметр Ø240,17 и чистота поверхности Ra=1,25 мкм;

2,2 – диаметр Ø63,5 и чистота поверхности Ra=0,25 мкм;

Дополнительные припуски, учитывающие:

смещение по поверхности разъема штампа – 0,3 мм; [6, таблица 4]

отклонение от плоскостности – 0,5 мм [6, таблица 5]

Штамповочные клоны: [6, таблица 18]

- на наружной поверхности – не более 7º, принимаем 7º;

- на внутренних поверхностях – не более 10 º, принимаем 10º.

Размеры поковки и их допускаемые отклонения:

Размеры поковки, мм:

толщина 25+(2,0+0,5)·2=30, принимаем 30 мм;

диаметр 240,17+(2,7+0,3)·2=246,17, принимаем Ø246,5 мм;

диаметр 63,5-(2,2+0,3)·2=58,5, принимаем Ø58,5 мм;

Радиус закругления наружных углов – 2,5 мм (минимальный), принимаем 3,0 мм. [6, таблица 7]

Допускаемые отклонения, мм: [6, таблица 8]

толщина Ø32 ;

толщина Ø246,5 ;

толщина Ø58,5 ;

Неуказанные предельные отклонения размеров, не указанных на чертеже поковки, принимается равным 1,5 допуска соответствующего размера поковки с равными допускаемыми отклонениями. [6, с 16]

Неуказанные допуски на радиусы закруглений – 1 мм. [6, таблица 17]

Допускаемая величина остаточного облоя – 1 мм. [6, таблица 10]

Допускаемая отклонение от плоскостности – 0,8 мм. [6, таблица 13]

Допускаемое смещение по поверхности разъема штампа – 0,8 мм.

Допускаемая величина высоты заусенца – 5 мм. [6, с 21]

Допускаемое отклонение от концентричности пробитого отверстия относительно внешнего контура поковки – 1,5 мм. [6, таблица 12]

Выполняем чертеж заготовки (см. рисунок 3).

Рисунок 3 – Эскиз поковки шевера.

Масса заготовки (поковки) – М_З = 10,8 кг.

Коэффициент использования материала –

Рассчитаем размеры заготовки для получения поковки.

Объем заготовки определим по формуле:

[8, с 27]

где V₁, V₂, V₃ – объёмы поковки, облоя и перемычки;

δ – потери металла на угар, %.

Объем поковки V₁=1377387.35 мм³

Потери на угар δ определяем в зависимости от метода нагрева заготовок: 0,3…1,0 % при нагреве в электронагревательных устройствах, принимаем δ=0,7%

Объем облоя:

=k П S_к [8, с 27]

где k=0,5 – коэффициент заполнения металлом облойной канавки;

П – периметр поковки в плоскости разъема штампа;

S_к – площадь поперечного сечения облойной канавки штампа.

П=πd_2п=3,14·246,5=774,01 мм²

где d_2п – наружный диаметр поковки, d_2п=246,5 мм.

Определим высоту мостика облоя:

h_к=0,015d_2п = 0,015·246.5=3,7 мм [8, с 27]

Определяем номер канавки и площадь сечения S_к:

№ канавки – 4, площадь сечения S_к = 268 мм². [8, с 28]

V₂=0.5·774,01·268=103717,34 мм³

Объем перемычки:

Исходя из объема заготовки определяем диаметр заготовки:

[8, с 27]

По ГОСТ 2590-88 принимаем диаметр заготовки D=90 мм.

Исходя из принятого диаметра, определяем длину заготовки:

[8, с 28]

Определим размеры осаженной заготовки.

Диаметр заготовки после осадки находим по формуле:

D_оc≈d_2п–10=246.5 - 10≈246 мм [8, с 29]

Высоту осаженной заготовки находим по формуле: [8, с 29]

Определим себестоимость полученной заготовки по методике, изложенной в [7]. Цены на материал по состоянию на 1981 г. (в учебных целях).

Определим себестоимость изготовления заготовки для «Шевера» штамповкой на ПШМ.

[7, c 31]

где С_i – базовая стоимость 1 т. заготовок: С_i = 373 руб.; [7, c37]

k_T – коэффициент, зависящий от класса точности заготовки: k_T = 1;

k_С – коэффициент, зависящий группы сложности заготовки: k_С = 0,81;

k_В – коэффициент, зависящий от массы заготовки: k_В = 0,8;

k_М – коэффициент, зависящий от марки материала заготовки: k_М = 1,79;

k_П – коэффициент, зависящий от объема производства заготовки: k_П = 1;

S_ОТХ – ценна 1 т. отходов: S_ОТХ = 27 руб. [7, с 32]