σ _в,

кг/мм²

σ_0,2,

кг/мм²

Ψ,

%

Е,

кг/мм²

G,

кг/мм²

σ_2,

г/мм²

НВ

δ

%

42

30

40

7850

270

26,0

552

13

Сод-ние

азота

Сод-

ние

кремния

Сод-

ние

Марганца

Сод-ние

меди

Сод-ние

никеля

Сод-ние

Серы

Сод-

ние

углерода

Сод-

ние

Фосфора

Сод-

ние

хрома

0-0,008

0,17-0,37

0,5-0,8

0,3-0,3

0-0,3

0-0,035

0,36-0,44

0-0,035

0,8-1,1

Указано на чертеже

Должно быть

1.^0,8√, ^{Rz 12.5} √, ^{Rz 40}√(√)

2. 1 * 45⁰; 1 * 45⁰

3. А-А

√Ra 0,8; √Ra 6,3(√);√Ra 3,2

1x45°

А-А

№,№

№,№ поверх-ностей

Иденти-

ные поверх-ности

Квалитет точности

Параметр шерохова

тости

Коэф-

фициент приведения

Примеча-ние

1

1,32

2

14

6,3

4

2 фаски

2

2

7

0,8

7

3

3

14

6,3

4

4

4

9

6,3

4

5

5

9

6,3

4

6

6

14

6,3

4

7

7

14

6,3

4

8

8,9

2

14

6,3

4

2 радиуса

9

10

14

6,3

4

10

11

7

0,8

7

11

12

14

6,3

4

К_уэ = Q_уэ / Q_э

(2)

К_т = 1- 1 / А_ср

(3)

№,№

п / п

Наименование коэффициента

Формула расчета

Показатель

расчетный

нормальный

1.

Коэффициент унификации элементов

К_эу = Q_уэ / Q_э

0,65

0,65

2.

Коэффициент точности обработки

К_т = 1 – 1 / А_ср

0,92

0,5

3.

Коэффициент шероховатости

К_ш = 1 / Б_ср

0,22

0,1

№,№

п /п

Наименование показателя

Степень соответствия данному показателю

1.

Методы получения заготовок, обеспечивающие получение поверхностей, не требующих дальнейшей обработки или требующих обработки с малыми припусками

Используются

2.

Использование основных конструкторских баз как измерительных и технологических

Да

3.

Позволяет ли простановка размеров на чертеже детали производить обработку по принципу автоматического получения размеров

Да

4.

Позволяет ли конструкция детали применение наиболее совершенных и производительных методов механической обработки

Нет

5.

Обеспечена ли обработка напроход, условия для врезания и выхода режущего инструмента

Да

Номер и наименование критерия выбора

Уровень, градация и значение критерия выбора

Способы изготовления литой заготовки

РФ

МФ

ЛОФ

ЛВМ

ЛК

ЛПД

ЦЛ

1.Тип производства

1.Мелкосерийное

2.Серийное

3.Крупносерийное

2

1

0

0

1

2

0

1

2

0

1

2

0

1

1

0

1

2

0

1

1

2.Материал детали

1. Сталь

2. Чугун

3.Цветные сплавы

1

1

1

1

1

1

0

1

1

1

0

1

1

1

1

0

0

1

0

1

1

3. Масса детали, кг

1. 50 … 60

2. 60 …120

3. 120 …320

4. 320 … 600

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

0

0

1

1

1

0

1

0

0

0

1

1

0

0

4.Группа сложности отливки

1. 1

2. 2

3. 3

4. 4

5. 5

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

0

0

1

1

0

0

0

1

1

0

1

1

0

0

0

0

1

1

1

0

1

2

0

0

0

5.Параметр R_а поверхности заготовки

1. 0,63 … 1

2. 1,6 …3,2

3. 6,3 … 12

4. 12,5 …20

0

0

0

2

0

0

1

2

0

0

2

1

0

2

1

0

0

0

2

1

2

1

0

0

0

0

1

1

6. Форма детали

1.Тела вращения

2.Корпусные

3. Рычаги

4. Фасонные

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

0

1

1

1

1

1

0

1

1

1

1

1

0

0

1

7.Максимальные габаритные разме

ры, мм

1. До 25

2. 25 … 50

3. 50 …120

4. 120 …400

5.400 …1600

0

0

1

1

1

0

1

1

1

1

0

1

1

1

0

1

1

1

0

0

0

0

1

1

0

1

1

1

1

0

1

1

1

1

0

8.Квалитет точности

1. 11 … 13

2. 13 … 15

3. 15 … 17

4. 17 … 20

0

0

0

1

0

0

Примечание: ЛПФ – литье в песчаные формы; РФ – ручная формовка; МФ – машинная формовка; ЛОФ – литье в оболочковые формы; ЛВМ – литье по выплавляемым моделям; ЛК – литье в кокиль; ЛПД – литье под давлением; ЦЛ – центробежное литье.

Таблица 7 - Значения весовых коэффициентов для детали «Корпус»

Выбираем тот способ, сумма весовых коэффициентов которого наибольшая. В нашем случае это будет литье в песчаные формы ручной формовки. Стоимость заготовок, получаемых таким методом, как литье в песчаные формы определим по формуле:

S_заг = (C_i / 1000 * Q * k_t * k_c * k_в * k_м * k_п) – (Q – q) * S_отх / 1000 (7)

где C_i – базовая стоимость 1 тонны заготовок, руб.; 525000;

Q – масса заготовки, кг; 0,867;

k_т – коэффициент точности, 1,05;

k_с – коэффициент сложности, 0,89;

k_м – коэффициент марки материала, 2,5;

k_{в -} коэффициент массы, 1,05;

k_п – коэффициент объема производства заготовок, 0,9;

S_отх – цена 1 тонны отходов, руб.; 3467,50;

q – масса готовой детали, кг; 0,535.

S_заг = (52500 / 1000 * 0,867 * 1,05 * 2,5 * 0,89 * 1,05 * 0,9) – (0,867 – 0,535) * 3467,5 / 1000

S_заг = 99,34

Согласно [5] экономический эффект рассчитаем по формуле:

Э = (S_заг1 – S_заг2) N, (8)

где S_заг1 , S_заг2 – стоимость сопоставляемых заготовок, руб;

N – годовой объем выпуска деталей, шт.

Э = (158,48 – 99,34) 110 = 6505,40 руб.

Результаты расчета сводим в таблицу 8.

Таблица 8 - Сравнение вариантов получения заготовок

Из таблицы видно, что применение первого варианта получения заготовки дает годовой экономический эффект 6505,40 руб. Также с точки зрения экономии металла первый вариант предпочтительнее, так как на каждой детали экономится 0,633 кг металла.

2.4. Выбор технологических баз

Одним из наиболее сложных и принципиальных разделов проектирования технологических процессов механической обработки является назначение технологических баз. От правильности решения вопроса о технологических базах в значительной степени зависят: фактическая точность выполнения заданных линейных размеров; правильность взаимного расположения обрабатываемых поверхностей; точность обработки, которую должен выдержать рабочий при выполнении запроектированной технологической операции; общая производительность обработки заготовок.

При автоматизации производства значение правильности выбора технологических баз еще более возрастает, так как все эти виды обработки основываются на принципе автоматического получения размеров, в котором технологическая база является одним из основных составляющих элементов.

В связи с этим вопрос о выборе технологических баз решается технологом в самом начале проектирования технологического процесса одновременно с вопросом о последовательности и видах обработки отдельных поверхностей заготовки. При этом назначение технологических баз начинается с выбора технологической базы для выполнения первой операции.

В качестве черновой технологической базы следует выбирать поверхность, относительно которой при первой операции могут быть обработаны поверхности, используемые при дальнейших операциях как технологические базы (т.е. черновая база – для обработки чистовых баз).

Для того чтобы обеспечить правильное взаимное расположение системы обработанных поверхностей детали относительно необработанных, в качестве черновых технологических баз целесообразно выбирать поверхности, остающиеся необработанными.

После выполнения первой операции необходимо установить технологические базы для последующей обработки заготовки. Такими базами будут уже обработанные поверхности. Они должны обеспечить обработку исполнительных поверхностей, конструкторских основных и вспомогательных баз (ГОСТ 21495-76) с необходимыми параметрами шероховатости, с заданными допустимыми отклонениями размеров, геометрической формы и взаимного расположения поверхностей. Они должны также обеспечить надежное закрепление заготовки такое, чтобы исключалось упругое деформирование различных ее поверхностей, и погрешности установки были минимальны.

В процессе разработки технологических процессов, решая вопросы выбора баз, следует стремиться к соблюдению принципов совмещения баз и постоянства баз.

Принцип совмещения баз заключается в том, что в качестве технологических баз принимают поверхности, которые являются конструкторскими и измерительными базами.

Принцип постоянства баз заключается в том, что для выполнения всех операций обработки заготовки используются одни и те же технологические базы.

Под базой понимаем совокупность поверхностей, линий, точек, по отношению к которым ориентируются другие поверхности детали, обрабатываемые на данной операции.

В разработанном технологическом процессе подготовительной стадией является операция по подрезке торца, обработке наружного диаметра заготовки до диаметра 100,2 и внутреннего диаметра до диаметра 72^+0,2. В дальнейшем при обработке детали диаметр 100,2 и торец будут являться базами. Черновая стадия это предварительная обработка поверхностей Б,В,Г с припуском. Чистовая стадия это обработка всех поверхностей детали в заданный размер и шероховатость поверхности.

2.5. Обоснование формы организации производства и технологического маршрута изготовления детали

2.5.1. Обоснование последовательности операций

Проектирование технологических процессов представляет собой сложную многовариантную задачу, правильное решение которой требует проведение ряда расчетов. При проектировании процессов обработки сложных и ответственных заготовок составляется несколько возможных вариантов обработки, окончательный выбор которых производится на основании расчетов и сопоставлении достигаемых точности, трудоемкости, выражаемой нормой штучно-калькуляционного времени, технологической себестоимости и срока окупаемости капитальных затрат.

При установленной общей последовательности обработки рекомендуется учитывать следующие положения:

1) каждая последующая операция должна уменьшать погрешности и улучшать качество поверхности;

2) в первую очередь следует обрабатывать поверхность, которая будет служить технологической базой для последующих операций;

3) поверхности, с которых снимается наибольший слой металла, следует обрабатывать вначале, что позволит своевременно обнаружить возможные внутренние дефекты заготовки;

4) обработка остальных поверхностей ведется в последовательности, обратной степени их точности: чем точнее должна быть поверхность, тем позже она обрабатывается.

При низкой точности исходных заготовок технологический процесс начинается с черновой обработки поверхностей, имеющих наибольшие припуски. При этом в самую первую очередь снимается припуск с тех поверхностей, на которых возможны раковины, трещины и другие дефекты, с целью скорейшего отсеивания возможного брака или устранения обнаруженных дефектов заваркой, наплавление металла т.п. Дальнейший маршрут строится по принципу обработки сначала более грубых и затем более точных поверхностей. Наиболее точные поверхности обрабатываются последними. В конце маршрута выполняются второстепенные операции (сверление мелких отверстий, нарезание крепежных резьб, снятие фасок и заусенцев).

Технологический процесс осуществляем с разделением его на стадии черновой и чистовой обработки. На первой стадии снимаются основные припуски на обработку, в результате этого возникают погрешности заготовки, связанные с перераспределением внутренних напряжений исходных заготовок и влиянием остаточных напряжений, вызванных

черновой механической обработкой.

На второй стадии обработки (при чистовых операциях) устраняем погрешности, возникшие при черновой обработке, и обеспечиваем достижение требуемой точности обработки, шероховатости и предписанного чертежом поверхностного слоя.

При определении последовательности обработки отдельных поверхностей заготовки кроме приведенных соображений необходимо придерживаться также приведенных ниже рекомендаций.

1. Во избежание перераспределения внутренних напряжений, а следовательно, деформации заготовки (это особенно существенно доя отливок и штамповок) обработку рекомендуется начинать с наименее точных поверхностей при снятии с них наибольших припусков.

2. В случае опасности появления раковин и трещин в первую очередь необходимо снимать наибольший припуск с тех поверхностей, где подобные дефекты обнаруживаются чаще всего и где они особенно недопустимы. Иногда может быть выполнена даже чистовая обработка подобных поверхностей. Это позволяет забраковать или исправить заготовку в самом начале ее обработки без осуществления лишней механической обработки.

3. В целях сокращения пути перемещения заготовки по цеху желательно при проектировании последовательности обработки учитывать расположение оборудования.

Приведем разработанный технологический процесс:

005 Токарная с ЧПУ (16К20Ф3С39)

010 Токарная с ЧПУ (16К20Ф3С39)

015 Токарная с ЧПУ (16К20Ф3С39)

020 Токарная с ЧПУ (16К20Ф3С39)

025 Вертикально-сверлильная с ЧПУ (2Р188Ф1)

030 Термическая

035 Токарно-винторезая (16Б05П)

040 Токарно-винторезая (16Б05П)

045 Токарно-винторезая (16Б05П)

2.5.2.Обоснование используемого оборудования

Вопросы выбора групп, типов и моделей оборудования рассматриваются на различных стадиях технологической подготовки производства. Общие правила выбора технологического оборудования установлены ГОСТ 14.404 – 73.

Предварительный выбор группы оборудования производится при назначении метода обработки поверхности, обеспечивающего выполнение технических требований к обрабатываемой поверхности. Затем при разработке технологического маршрута обработки и его технико-экономическом обосновании производится выбор конкретной модели станка на основании минимума приведенных затрат на рабочем месте.

Выбор станков для проектируемого технологического процесса производим с учетом возможности изготовления на выбранном оборудовании необходимых размеров, формы и качества обрабатываемых поверхностей после того, как каждая операция предварительно разработана. Это значит, что намечены, выбраны или определены: методы обработки поверхности или сочетания поверхностей; припуск на обработку; режущий инструмент; такт выпуска и тип производства. При мелкосерийном типе производства наиболее целесообразно применять станки с числовым программным управлением.

Станки с программным управлением сочетают точность специализированных станков и имеют более высокую производительность, чем станки общего назначения. При выборе оборудования в условиях действующего производства приходится ориентироваться на имеющееся в цехе оборудование и обязательно учитывать степень фактической загрузки отдельных его групп.

Исследования использования металлорежущего оборудования, проведенные в последние годы, со всей оче­видностью показали, что для обработки подавляющего большин­ства заготовок, оборудование должно подбираться не только с точки зрения обеспечения предъявляемых к нему технических требований, но и с точки зрения достижения наивысших экономических показа­телей проектируемой технологической операции.

Необходимо подчеркнуть, что быстрое совершенствование кон­струкций станков с ЧПУ изменяет область их экономичного приме­нения и сдвигает ее в сторону уменьшения размеров операционных партий обрабатываемых заготовок. В частности, применение станков с оперативным управлением на базе микропроцессоров может ока­заться экономичным уже при обработке нескольких штук заготовок. Кроме того, в этом случае при использовании высокоавтоматизиро­ванных станков с ЧПУ следует учитывать возможное сокращение потребности предприятия в дефицитной рабочей силе высокой ква­лификации, что в современных условиях очень важно.

Таблица 9 - Оборудование, применяемое в технологическом процессе

2.6. Разработка технологических операций

Проектируя любой вариант операции, технолог стремится к снижению нормы времени, что достигается уменьшением основного и вспомогательного времени. Основным источником снижения нормы времени является такое построение операций, при котором открываются возможности для одновременного (совмещенного во времени) выполнения нескольких технологических переходов и совмещенного во времени выполнения вспомогательных переходов с технологическими.

За аналог разрабатываемой операции берем операции представленные в базовом технологическом процессе. В данных операциях для механической обработки поверхностей заготовки применяется универсальное оборудование, что увеличивает норму времени на обработку, увеличивает трудоемкость, а следовательно увеличивает себестоимость детали.

При анализе операций базового технологического процесса видна возможность объединения нескольких операций в одну с применением токарного станка с числовым программным управлением модели 16К20Ф3С39.

Паспортные данные:

Частота вращения шпинделя n, об / мин: 10…2000;

Диапазон подач S_M, мм/мин: по оси координат x – 0,05…2800;

по оси координат z – 1…4000;

Наибольшая сила, допускаемая:

Механизмом продольной подачи – 8000Н;

Механизмом поперечной подачи – 3600Н;

Мощность привода главного двигателя – 11кВт;

Диапазон регулирования частоты вращения электродвигателя с постоянной мощностью (в об/мин) – 1500…4500.

В разрабатываемой операции планируем произвести черновую обработку поверхности Æ100g6, черновую обработку отверстия Æ75M7, обработку внутренней канавки. Резцы (оправки) применяем наименьшей технологически возможной длины и наибольшего технологически допускаемого сечения.

При базировании детали на станке применяем трехкулачковый патрон.

Операция № 050 токарная с ЧПУ;

Содержание операции:

1. Установить (снять), закрепить заготовку.

2. Выставить координаты нулевой точки.

3. Установить и проконтролировать перфоленту.

4. Подрезать торец, выдерживая размер Æ 82,5 _-0,4.

5. Точить поверхность Æ 103,54, выдерживая размер 43±0,2 _.

6. Подрезать торец, выдерживая размер 43±0,2.

7. Сверлить отверстие Æ 60^+0,3 , напроход

8. Расточить поверхность Æ71^+0,4 до Æ73^+0,3, выдерживая размер 17±0,1.

9. Расточить отверстие Ø 65^+0,3

2.7. Расчет припусков на обработку и операционных размеров

Таблица 10 - Расчет припусков и предельных размеров по технологическим переходам на обработку поверхности диаметром 70 g6.

Расчет произведем согласно методике представленной в [5]

Суммарное отклонение

p₃ = ρ ²_см + ρ ²_эксц (9)

По ГОСТ 7505 – 74 ρ_см = 1,0 мм; ρ_эксц = 0,6 мм.

ρ₃ = √1² + 0,6² = 1,16 мм = 1160 мкм

Остаточное пространственное отклонение:

после чернового обтачивания p₁ = 0,06 * 1160 = 70 мкм;

после чистового обтачивания p₂ = 0,04 * 1160 = 46 мкм;

Расчет минимальных значений припусков производим, пользуясь основной формулой

2 z_min = 2*(Rz_i-1 + T_i-1 + p_i-1)_., (10)

где Rz_i-1 - высота микронеровностей, оставшихся от предшествующей обработки; по табл. 6.3 и 6.5 [5]

Т_i-1 – толщина дефектного слоя, оставшегося от предшествующей обработки, по табл. 4.3 и 4.5 [5]

p_i-1 – суммарное значение пространственных отклонений взаимосвязанных поверхностей, оставшихся от предшествующей обработки.

Минимальный припуск:

под черновое обтачивание

2z_{min 1} = 2 * (150 + 200 + 1160) = 3020 мкм;

под чистовое обтачивание

2z_{min 2} = 2 * (50 + 50 + 70) = 340 мкм;

под тонкое точение

2z_{min 4} = 2* (30 + 30 + 46) = 212 мкм.

"Расчетный размер d_p" заполняется, начиная с конечного (чертежного) размера путем последовательного прибавления расчетного минимального припуска каждого технологического перехода:

d_p3 = 69.966 + 0.212 = 70.178 ≈ 70.18 мм;

d_p2 = 70.18 + 0.34 = 70.52 ≈ 70.52 мм;

d_p3 = 70.52 + 3.020 = 73.54 ≈ 73.54 мм.

Записав в соответствующей графе расчетной таблицы значения допусков на каждый технологический переход и заготовку, в графе "Наименьший предельный размер" определим их значения для каждого технологического перехода, округляя расчетные размеры увеличением их значений. Округление производим до того же знака десятичной дроби, с каким он дан допуск на размер для каждого перехода. Наибольшие предельные размеры вычисляем прибавлением допуска к округленному наименьшему предельному размеру:

d_max3 = 69.966 + 0,022 = 69,988мм;

d_max2 = 70.18 +0,14 = 70,32 мм;

d_vax1 = 70.52 + 0,35 = 70,87 мм;

d_max3 = 73,54 + 3,0 = 76,54 мм.

Предельные значения припусков Z^пр_max определяем как разность наибольших предельных размеров а, Z^пр_min – как разность наименьших предельных размеров предшествующего и выполняемого переходов:

2z^пр_max3 = 70,32 – 69,988 = 0,332 мм = 332 мкм;

2z^пр_max2 = 70,87 – 70,32 = 0,55 мм = 550 мкм;

2z^пр_max1 = 76,54 – 70,87 = 5,67мм =5670 мкм;

2z^пр _min3 = 70,18 - 69,966 = 0,214мм = 214 мкм;

2z^пр _min2 = 70,52 - 70,18 = 0,34 мм = 340 мкм;

2z^пр_min1 = 73,54 – 70.52 = 3.02 мм = 3020 мкм.

2.8. Расчет режимов резания и нормирование операций

Определим режимы резания и нормы времени на вертикально-сверлильную операцию [9].

Глубина резания при сверлении: t = 0,5D = 0,5 * 8 = 4 мм

Глубина резания при центровании: t = 0,5D = 0,5 * 5 = 2,5 мм

Подача при центровании: S = 0,11 мм/об (определим по табл.25)

Подача при сверлении: S = 0,16 мм/об (определим по таблице 25)

Скорость при центровании и сверлении определяется по формуле:

υ = (С_υ D^q / Т^m s^y)К_υ (11)

Значения коэффициентов С_υ и показателей степени для центрования выбираем по таблице 28, 30. С_υ = 27,6; q = 0,25; y = 0,19; m = 0,125

К_υ = К_mυ К_uυ К_lυ, (12.)

где К_mυ – коэффициент, на обработку материала; (по таблице 4)

К_uυ – коэффициент, на инструмент материала; (по таблице 6)

К_mυ – коэффициент, учитывающий глубину сверления; (по таблице 31)

Полученные значения подставляем в формулу (12.)

υ = (27,6 * 5^0,25 / 20^0,125 * 0,11^0,19) * 1 = 36,6 м/мин

По установленной скорости резания определяем число оборотов шпинделя по формуле:

n = 1000υ / πD, (13)

где υ – расчетная скорость, м/мин;

D – диаметр обрабатываемого отверстия, мм.

n = 1000 * 36,6 / 3,14 * 5 = 2331

По паспортным данным станка n принимаем 2300

Значения коэффициентов С_υ и показателей степени для сверления выбираем по таблице 28, 30. С_υ = 25,3; q = 0,25; y = 0,19; m = 0,125

К_υ = К_mυ К_uυ К_lυ, (14)

где К_mυ – коэффициент, на обработку материала; (по таблице 4)

К_uυ – коэффициент, на инструмент материала; (по таблице 6)

К_mυ – коэффициент, учитывающий глубину сверления; (по таблице 31)

Полученные значения подставляем в формулу (12)

υ = (25,3 * 6,4^0,25 / 20^0,125 * 0,16^0,19) * 1 = 35,91 м/мин

По установленной скорости резания определяем число оборотов шпинделя по формуле (13)

n = 1000 * 35,91 / 3,14 * 5 = 1786

По паспортным данным станка n принимаем 1700

Значения коэффициентов С_υ и показателей степени для зенкерования выбираем по таблице 29, 30. С_υ = 19,2; q = 0,2; y = 0,4; m = 0,125

К_υ = К_mυ К_uυ К_lυ,К_nυ (15)

где К_mυ – коэффициент, на обработку материала; (по таблице 4)

К_uυ – коэффициент, на инструмент материала; (по таблице 6)

К_mυ – коэффициент, учитывающий глубину сверления; (по таблице 31)

К_nυ – коэффициент, учитывающий влияние состояния поверхности заготовки на скорость резания.

Полученные значения подставляем в формулу (12)

υ = (19,2 * 10^0,2 / 15^0,125 * 1,8^0,1 * 0,27^0,4) * 1 = 53,18 м/мин

По установленной скорости резания определяем число оборотов шпинделя по формуле (3.8.4)

n = 1000 * 53,18 / 3,14 * 10 = 1693

По паспортным данным станка n принимаем 1600

Основное (технологическое) время на переход определим по формуле представленной в методике [15]:

t_о = (L / s_м) * i = ((l +l₁) / ns) * i, мм. (16)

где L – длина пути, проходимого инструментом в направлении подачи, мм

l – длина обрабатываемой поверхности, мм; для сверления зенкерования и развертывания – это длина отверстия, обрабатываемого на данном переходе;

l₁ – величина врезания и перебега инструмента, мм;

s_м – минутная подача инструмента, мм;

n – число оборотов;

s – подача инструмента на один оборот в мм;

t – число проходов.

а) центрование:

Т₀ = ((5 + 2) / 0,11 * 2300) * 6 = 0,16 мин

б) сверление:

Т₀ = ((6,4 + 5) / 0,16 * 1700) * 6 = 0,25 мин;

Вспомогательное время определим по формуле:

Т_в = t_уст + t_пер (17)

где t_уст – вспомогательное время, на установку и снятие детали;

t_пер - вспомогательное время, связанное с переходом.

Т_в = 0,12 + 0,42 = 0,54 мин

Определим норму штучного времени по формуле:

Т_шт = (Т_о + Т_в)(1 + (а_обс + а_отл)/100) (18)

Полученные значения подставляем в формулу (18):

Т_в = (0,56 + 0,54)(1 + (8/100)) = 1,2 мин

Подготовительно-заключительное время выбираем по карте 19: Т_п-з = 10 мин

Штучно-калькуляционное время рассчитывается по формуле:

Т_шт.как. = Т_шт + Т_п-з / n (19)

где n – партия деталей, шт.

Т_шт.как. = 1,2 + 10/320 = 1,23 мин.

2.9. Расчет экономической эффективности вариантов технологического процесса

Прежде чем принять решение о методах и последовательности обработки отдельных поверхностей детали и составить технологический маршрут ее изготовления, необходимо произвести расчеты экономической эффективности отдельных вариантов и выбрать наиболее рациональный из них для данных условий производства [5]. Критерием оптимальности является минимум приведенных затрат на единицу продукции.

Отличительными особенностями сопоставляемых вариантов технологического процесса являются:

а) в первом варианте заготовка получается штамповкой, подрезается торец и точится наружный диаметр на станке 1К62. Подрезается торец; точится канавка; растачивается внутреннее отверстие; предварительно и окончательно растачивается внутренняя канавка на станке 16А20Ф3С39.

б) во втором варианте в качестве заготовке используется литье. В результате этого способа сокращается часть переходов. Подрезается торец, точится наружный диаметр; растачивается отверстие на станке 16К20Ф3С39.

Часовые приведенные затраты можно определить по формуле:

С_п.з = С_з + С_ч.з + Е_н * (К_с + К_з), (20)

где С_з – основная и дополнительная зарплата с начислениями, коп/ч;

С_ч.з – часовые затраты по эксплуатации рабочего места, коп/ч;

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

К_с , К_з – удельные часовые капитальные вложения соответственно в станок и здание, коп/ч.

Основная и дополнительная зарплата с начислениями определяется по формуле:

С_з = ε * С_тф * К * y, коп /ч, (21)

где ε – коэффициент, учитывающий дополнительную зарплату, равную 9%, начисления на социальное страхование – 7,6% и приработок к основной зарплате в результате перевыполнения норм на 30%: ε = 1,09 * 1,076 * 1,3 = 1,53;

С_тф – часовая тарифная ставка сдельщика-станочника соответствующего разряда, коп/ч;

К – коэффициент, учитывающий зарплату наладчика;

y – коэффициент, учитывающий оплату рабочего при многостаночном обслуживании.

Часовые затраты по эксплуатации рабочего места

С_ч.з = С^б.п_ч.з * К_м, коп/ч, (22)

где С^б.п_ч.з - практические часовые затраты на базовом рабочем месте, коп/ч (для серийного производства 36,3);

К_м – коэффициент, показывающий, во сколько раз затраты, связанные с работой данного станка, больше, чем аналогичные расходы у базового станка [Горбацевич]

Капитальные вложения в станок и здание равны:

К_с = (100 * Ц) / F_д * η_з, (23)

где Ц – балансовая стоимость станка, руб.;

F_д – действительный годовой фонд времени работы станка, ч;

η_з, - коэффициент загрузки станка;

К_з = (78,4 * 100 * η * F) / F_д * η_з, (24)

где F – производственная площадь, занимаемая станком с учетом проходов, м²

F = f * k_f (25)

где f - площадь станка в плане, м² ;

k_f – коэффициент, учитывающий дополнительную производственную площадь на проходы, проезды и прочее.

Технологическая себестоимость операции механической обработки определим по формуле:

С₀ = (С_п.з * Т_шт) / 60 * К_в (26)

где С₀ – технологическая себестоимость операции;

К_в - коэффициент выполнения норм (обычно принимается 1,3).

Экономический эффект на программу равен:

Э_г = (С₀^/ - С₀^//) N / 100 руб., (27)

где С₀^/ - С₀^// - технологическая себестоимость сравниваемых операций, коп.;

N – годовая программа, шт.

Первый вариант:

Исходные данные:

Балансовая стоимость станка модели 16К20Ф3С39 Ц = 800000 руб.;

Площадь, занимаемая станком F = 5,75м²;

Тип производства – мелкосерийный;

Объем выпуска в год Q = 110 шт.;

Определим затраты по заработной плате:

С_з = 67 * 1,53 * 1 * 0,65 = 66,63 коп/ч.

Часовые затраты по эксплуатации рабочего места равны:

С_ч.з. = 36,3 * 1,6 = 58,08 коп/ч.

Посчитаем капитальные вложения в станок по формуле:

К_с = 100 (800000 * 1,1) / 4029 * 0,7 = 3120235,4 коп/ч.

Капитальные вложения в здание равны:

К_з = 78,4 * 100 * 17,25 / 4029 * 0,7 = 47,95 коп/ч.

Часовые приведенные затраты определим так:

С_п.з. = 66,63 + 58,08 + 0,15(3120235,4 + 47,95) = 468167,2 коп/ч

Посчитаем технологическую себестоимость операции:

С₀ = 468167,2 * 13,18 / 60 * 1,3 = 79108,25 коп = 791 руб.

Балансовая стоимость станка модели 1К62 Ц = 300000 руб.;

Площадь, занимаемая станком F = 2,78м²;

Тип производства – мелкосерийный;

Определим затраты по заработной плате:

С_з = 54,8 * 1,53 * 1 = 83,84 коп/ч.

Часовые затраты по эксплуатации рабочего места равны:

С_ч.з. = 36,3 * 0,9 = 32,67 коп/ч.

Посчитаем капитальные вложения в станок по формуле:

К_с = 100 (300000 * 1,1) / 4029 * 0,7 = 858064,74коп/ч.

Капитальные вложения в здание равны:

К_з = 78,4 * 100 * 9,73 / 4029 * 0,7 = 27,05 коп/ч.

Часовые приведенные затраты определим так:

С_п.з. = 83,84 + 32,67 + 0,15(858064,74 + 27,05) = 128830,27 коп/ч

Посчитаем технологическую себестоимость операции:

С₀ = 128830,27 * 3,87 / 60 * 1,3 = 6391,96 коп = 63,92 руб.

Второй вариант:

Балансовая стоимость станка модели 16К20Ф3С39 Ц = 800000 руб.;

Площадь, занимаемая станком F = 5,75м²;

Тип производства – мелкосерийный;

Объем выпуска в год Q = 110шт.;

Определим затраты по заработной плате:

С_з = 67 * 1,53 * 1 * 0,65 = 66,63 коп/ч.

Часовые затраты по эксплуатации рабочего места равны:

С_ч.з. = 36,3 * 1,6 = 58,08 коп/ч.

Посчитаем капитальные вложения в станок по формуле:

К_с = 100 (800000 * 1,1) / 4029 * 0,7 = 3120235,4 коп/ч.

Капитальные вложения в здание равны:

К_з = 78,4 * 100 * 17,25 / 4029 * 0,7 = 47,95 коп/ч.

Часовые приведенные затраты определим так:

С_п.з. = 66,63 + 58,08 + 0,15(3120235,4 + 47,95) = 468167,2 коп/ч

Посчитаем технологическую себестоимость операции:

С₀ = 468167,2 * 8,2/ 60 * 1,3 = 49217,5 коп = 492,17 руб.

Наиболее выгодным является 2 – й вариант.

Экономический эффект нагодовой объем выпуска деталей от применения этого варианта будет:

Э_г =(∑С₀ - ∑С₀) * N / 100 = (854,92- 492,17) * 110 / 100 = 400 руб.

Список использованных источников

1. Ансеров М.А. Приспособления для металлорежущих станков. Л.: Машиностроение, 1975. 656 с.

2. Васин А.Н., Королев А.В., Асташкин А.В. Правила оформления технологической и конструкторской документации: Учеб. пособие. Саратов: Сарат. гос. ун-т, 2003. 124 с.

3. Васин А.Н., Асташкин А.В., Сурин С.А. К анализу технических условий: Учеб. пособие. Саратов: Сарат. гос. тех. ун-т, 2001. 132 с.

4. Васин А.Н., Королев А.В. Технологичность конструкции изделий: Метод. Указание. Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2000

5. Горбацевич А.Ф., Шкред В.А. Курсовое проектирование по технологии машиностроения – 4-е изд., перераб. и доп. – Мн.: Высш. Школа, 1983. 256 с., ил.

6. Гундорин В.Д., Иванов А.И. Выбор заготовки при разработке технологических процессов: метод. указание. Саратов: СПИ, 1983

7. Косилова А.Г., Мещерякова Р.К. Справочник технолога машиностроителя. – М.: Машиностроение, 1985 – Т.1. 656 с., ил.

8. Косилова А.Г., Мещерякова Р.К. Справочник технолога машиностроителя. – М.: Машиностроение, 1985 – Т.2.496 с., ил.

9. Корсаков В.С. Основы конструирования приспособлений в машиностроении. М.: Машиностроение, 1983. 277 с.

10. Маталин А.А. Технология машиностроения: Учебник для машиностроительных вузов. - Л.: Машиностороение 1985 – 496 с.

11. Мухаринский Е.И., Горохов В.А. Основы технологии машиностроения: Учебник. – Мн.: Выш. шк., 1997. – 423с.: ил.

12. Мосталыгин Г.П., Толмачевский Н.Н. Технология Машиностроения. – М.: Машиностроение, 1990: Учебник для вузов – 288 с.: ил.

13. Общемашиностроительные нормативы режимов резания для технического нормирования работ на металлорежущих станках. - М.: Машиностроение , 1974. - Ч.2. токарные, карусельные, токарно-револьверные, алмазно-расточные, сверлильные, строгальные, долбежные и фрезерные станки. - 416 с..

14. Общемашиностроительные нормативы времени вспомогательного, на обслуживание рабочего места и подготовительно-заключительного для технического нормирования станочных работ. Серийное производство. – М.:"Машиностроение" 1974. – 2 издание, уточненное и дополненное

15. Общемашиностроительные нормативы времени и режимов резания для нормирования работ, выполняемых на универсальных и многошпиндельных станках с ЧПУ 1990. Ч.2.

16. Червоткин В.А., Урин И.А. Проектирование технологических процессов изготовления деталей на вертикально-сверлильных станках с ЧПУ: Метод. указание. Саратов: СПИ, 1983.