Дипломная работа: Разработка технологического процесса механической обработки детали Шестерня-501701048А

Нитроцементации обычно подвергают легированные стали с содержанием углерода до 0,25 %. Продолжительность процесса 4-10 ч. Толщина нитроцементованного слоя составляет 0,2-0,8 мм. После нитроцементации следует закалка либо непосредственно из печи с подстуживанием до 800-825 °С, либо после повторного нагрева; реже применяют ступенчатую закалку. После закалки проводят отпуск при 160-180 °С.

3. Выбор типа и организационной формы производства

Тип производства по ГОСТ 3.1119 - 83 характеризуется коэффициентом закрепления операций. При Кзо = 1 тип производства - массовое; при 1<Кзо<10 - крупносерийное; при 10<Кзо<20 - среднесерийное; при 20<Кзо<40 - мелкосерийное производство. В единичном производстве Кзо не регламентируется.

В соответствии с ГОСТ 3.1119 - 83, ГОСТ 14.004-83 и РД 50-174-80 коэффициент закрепления операций для всех разновидностей производства

где - суммарное число различных операций за месяц по участку из расчета на одного сменного мастера; - явочное число рабочих участка, выполняющих различные операции при работе в одну смену; i - номер операции обработки детали; n - число операций обработки данной детали. При разработке проекта рекомендуется определить условное число однотипных операций, выполняемых на одном станке в течение одного месяца при работе в одну смену.

где н - планируемый нормативный коэффициент загрузки станка всеми закреплёнными за ним однотипными операциями, принимаемый для крупно-, средне- и мелкосерийного производства соответственно равным 0,75; 0,8; 0,9. зi- коэффициент загрузки станка проектируемой (заданной) операции:

где Тшт-к. i - штучно-калькуляционное время, необходимое для выполнения проектируемой операции, мин; Nм - месячная программа выпуска заданной детали при работе в одну смену, шт.;

где Nг - годовой объем выпуска заданной детали, шт.; Fм - месячный эффективный фонд времени работы оборудования в одну смену, ч;

Здесь 3950 час. - годовой фонд времени при работе в 2 смены. Кв - коэффициент выполнения норм. Его можно принять в среднем 1,3.

Необходимое число рабочих для обслуживания в течение одной смены одного станка, загруженного по плановому нормативному коэффициенту.

Число однотипных операций, выполняемых на одном станке в течение одного месяца при работе в одну смену:

Необходимое число рабочих для обслуживания в течение одной смены одного станка, загруженного по плановому нормативному коэффициенту.

Результаты расчетов сведем в таблицу.

Таблица 3.1

Определяем суммарное число операций, которое может быть выполнено на участке:

9i=1Поi=0,56+0,62+2,67+1,82+0,19+0,15+1,16+0,96=8,13;

Определяем число рабочих мест на участке:

9i=1Рi=0.74+0.75+0.67+0.75+0.76+0.77+0.74+0.74=5.92;

Кз.о=1,38, т.е. производство крупносерийное.

Целесообразность организации поточной формы производства принимается на основании сравнения, заданного суточного выпуска изделий и расчетной суточной производительности поточной линии при двухсменной работе и ее загрузке, на 65…75%.

Заданный суточный выпуск изделий

Qc=(FC/Тср)к3

При двухсменной работе FC=960 мин. Тср-среднее штучное время основных операций

Тср==47.47/(8*1.3)=4,56 мин.

Суточная производительность поточной линии.

Qc=(960/4,56)*0,8=169 изделия.

Так как заданный суточный выпуск меньше суточной производительности поточной линии при условии ее загрузки на 65…75% (принято 70%), применение однономенклатурной поточной линии нецелесообразно.

При групповой форме организации производства запуск изделий в производство осуществляется партиями с определенной периодичностью.

Количество деталей в партии определяется по методике В.А. Петрова.

Определяют расчетную периодичность запуска партий:

Jp=22*n?min/NM;

Nmin обычно округляют в сторону увеличения до n?min кратного размеру партии на сборочной стадии. Примем величину сборочной партии 10 шт. тогда n?min=200 шт.

Jр=22*200/3959=1,1 дня.

Принимаем Jn=2.5 дней

N=2.5*3959/22=450 шт.

Принимаем величину партии

N=450 шт.

Проверяем условие n?min‹n‹nmax 200‹450‹1677.

Определим такт производства:

1. Для станков 1-30-й категорий ремонтной сложности

где - действительный годовой фонд времени оборудования при заданном режиме работы, ч; = 3813 ч.

- годовая программа выпуска деталей, шт.

2. Для металлорежущих станков свыше 30-й категорий ремонтной сложности

=2.26

где - действительный годовой фонд времени оборудования при заданном режиме работы, ч; = 3572 ч.

4. Выбор способа получения заготовки

В заводском (базовом) варианте изготовления детали заготовку получают на КГШП в открытых штампах. Данный метод обеспечивает получение точных поковок без сдвига в плоскости разъема с малыми припусками. Класс точности Т5 по ГОСТ 7505-89. К недостаткам штамповки в открытых штампах можно отнести наличие облоя, вес которого составляет значительную долю от веса поковки.

Более точным и производительным методом получения заготовки для данной детали является штамповка в закрытых штампах. Этот метод позволяет снизить расход металла на 20%, т.к. отсутствует облой; повысить коэффициент использования металла; повысить производительность труда; снизить себестоимость заготовки и трудоемкость последующей обработки резанием. Класс точность заготовки Т5 по ГОСТ 7505-89.

Рассчитаем стоимость получения заготовок по двум вариантам. Исходные данные для расчета сводим в таблицу 4.1.

Таблица 4.1 - Данные для расчетов стоимости заготовки по вариантам

Стоимость заготовки определяется по формуле:

Sзаг. = Si•Q•Кт.•Кс.•Кв.•Км.•Кп. - (Q - q)•Sотх.,

где Si - базовая стоимость 1-го кг. заготовок, руб; Кт., Кс., Кв., Км., Кп. - коэффициенты, зависящие от класса точности, группы сложности, массы, марки материала, объема производства заготовок.

Стоимость заготовки по первому варианту:

Кт. = 1,0 [ГОСТ 7505-89];

Кс. = 1,0 [1,таб.3.19];

Кв. = 0,78 [1, таб.3.19];

Км. = 1,21 [ГОСТ 7505-89];

Кп. = 1,0 [1, таб.3.20];

Sзаг.п.1 = 8,30•5.5•1,0•1,0•0,78•1,21•1,0 - (5.5 - 2.8)•0,28 = 42.33 руб.

Стоимость заготовки по второму варианту:

Кт. = 1,05 [ГОСТ 7505-89];

Кс. = 1,0 [1, таб.3.19];

Кв. = 0,78 [1, таб.3.19];

Км. = 1,21 [ГОСТ 7505-89];

Кп. = 1,0 [1, таб.3.20];

Sзаг.п.2 = 7,5•5,5•1,05•1,0•0,78•1,21•1,0 - (5,5 -2.8)•0,28 = 40.13 руб.

Годовой экономический эффект:

Эз. = (Sзаг.б. - Sзаг.п.)•Nг.;

Эз. = (42.33 - 40.13)·95000 = 209000 руб.

Как видно из расчетов, заготовка, полученная по проектному варианту дешевле за счет экономии материала.

5. Анализ базового варианта технологического процесса

Технологический процесс механической обработки.

Для разработки и создания нового варианта технологического процесса обработки детали «Шестерня 50-1701048А», необходимо подробно проанализировать исходный техпроцесс. Анализ техпроцесса необходимо проводить с включением следующих вопросов:

1. Обоснованность установленной последовательности обработки.

2. Метод получения заготовки.

3. Метод упрочнения детали.

4. Станочное оборудование и рациональность его использования.

5.Дифференциация производительности, как средство повышения производительности.

6. Автоматизация техпроцесса.

7. Базирование заготовки при обработке.

8. Брак при обработке и причины его возникновения.

9. Оснащение техпроцесса.

В результате анализа техпроцесса формируются конкретные задачи по устранению недостатков в будущем. Анализ техпроцесса производим с использованием таблиц 6.1, 6.2, 6.3.

Предметом анализа является технологический процесс изготовления шестерни коробки сцепления трактора из стальной штампованной заготовки. Годовой объем выпуска -95000шт. Технологический процесс состоит из 8 операций механической обработки:

00500 Токарная с ЧПУ

01000 Токарная с ЧПУ

01500 Вертикально -протяжная

02000 Токарно-многорезцовый

02500 Зубодолбежная

03000 Зубодолбежная

03500 Зубозакругляюшая

04000 Зубошевинговальная

Для анализа, применяемого для обработки данной детали оборудования, составляем табл. 5.1

Таблица 5.1 - Технологические возможности применяемого оборудования

Как видно из приведенной таблицы применяемое оборудование для изготовления рассматриваемой детали обеспечивает приемлемую точность и качество обработки. Размеры рабочей зоны станков соответствуют габаритам обрабатываемой детали.

Значительную роль при рассмотрении вопросов усовершенствования технологических процессов играют: возраст, стоимость, сложность, производительность и степень использования применяемого оборудования.

В таблице 5.2 приведены эти характеристики. Цены, в таблице приведены на 2018 г.

Таблица 5.2 - Характеристика срока службы, стоимости, сложности, производительности и степени использования применяемого оборудования

Анализ приведенных в таблицах сведений показывает, что станки, используемые на операциях по габаритным размерам обрабатываемой заготовки, достигаемой точности и шероховатости поверхностей соответствуют требуемым условиям обработки данной детали. Почти все станки, находящиеся на указанных операциях, являются относительно недорогими. Категории ремонтной сложности их невысокая, физическое состояние станков, находящихся на участке хорошее.

Базирование заготовок.

При изготовлении детали в условиях массового производства большую роль играет метод базирования и точность, которую он позволяет получить. В условиях массового производства применяют специальные и специализированные приспособления, которые позволяют за короткий промежуток времени точно и надежно закрепить деталь. На рис. 6.1 указаны поверхности, используемые в техпроцессе изготовления шестерни как базовые. Характеристика базовых поверхностей, размеры, выдерживаемые при обработке деталей, установленных в этих приспособлениях, а также возникающие погрешности базирования приведены в таблице 5.3.

Рис. 5.1. Эскиз шестерни

Таблица 5.3 - Базирование заготовок при обработке (на рисунке 5.1 представлен эскиз полуоси заднего моста)