Материал: СТС-14 Макаров Д.В

1.2 Определение типа производства, размера партии деталей

Размер производственной программы определяет тип производства и оказывает значительное влияние на выбор заготовки, построение технологического процесса, выбор оборудования и т.д. Учитывая это необходимо перед разработкой непосредственно технологического процесса предварительно определить тип производства.

В нашем случае изготовление ведется периодически повторяющимися партиями, т.е. имеет место серийное производство. В зависимости от размера партии различают три вида серийного производства [2] стр.13: мелкосерийное (количество изделий в партии до 25 штук), среднесерийное (25-200 штук), крупносерийное (свыше 200 штук). Для установления вида серийного производства определим годовую программу выпуска деталей с учетом запасных частей и возможных потерь по формуле [2] стр.12:

где П₁ - годовая программа выпуска изделий, шт.;

П - годовая программа изготовления деталей, шт.;

β - количество дополнительно изготовляемых деталей для запасных частей и для восполнения возможных потерь, % (рекомендуется принимать (β = 5…7);

m - количество деталей данного наименования в изделии.

Согласно [2] стр.14 число деталей в партии можно определить следующим образом:

где n - количество деталей в партии;

П - годовая программа выпуска деталей, шт.;

α – число дней, на которые необходимо иметь запас деталей на складе, для обеспечения сборки, принимаем α = 10;

F - число рабочих дней в году, принимаем F = 240.

Таким образом определяем, что число деталей в партии характерно для среднесерийного производства.

1.3 Обоснование выбора метода и способа получения заготовки

При выборе заготовки для заданной детали назначают метод ее получения, определяют конфигурацию, размеры, назначают допуски, припуски на механическую обработку и формируют технические условия на изготовление.

Выбор технологического процесса получения заготовки и метода ее формообразования определяется рядом факторов.

Во-первых, технологическими свойствами материала, т.е. его литейными свойствами или способностью претерпевать пластические деформации при обработке давлением, а также структурными изменениями материала в результате применения того или иного способа изготовления заготовки.

Во-вторых, конструктивными формами и размерами детали. Это связано с тем, что при увеличении габаритов детали и усложнения ее формы увеличиваются затраты на изготовление штампов, кокилей и т.д.

В-третьих, требуемой точностью выполнения заготовки и качеством ее поверхности.

В-четвертых, программой выпуска. При больших партиях становиться целесообразным применение способов получения заготовки, которые обеспечивают наибольшее приближение размеров заготовки к размерам детали.

В-пятых, производственными возможностями предприятия (наличии необходимого оборудования).

Ясность вносит производственная программа выпуска, которая соответствует среднесерийному производству. На основании этого можно сделать следующие выводы:

- поскольку рассматриваемая деталь имеет значительные перепады диаметров, то получение заготовки из проката не экономично из-за перевода большого количества металла в стружку.

- обработка давлением является более дорогостоящей, поскольку требует специального оборудования и изготовления оснастки. Но эти затраты в серийном производстве окупятся за счёт меньших затрат на последующую механическую обработку.

- сталь 13Х11Н2В2МФ достаточно хорошо льется, что дает возможность получать заготовки из этой стали методами литья.

Таким образом при данных условиях будем рассматривать получение заготовки методами литья и штамповки на горизонтально-ковочной машине. Альтернативой для выбранного варианта может послужить штамповка на молоте. Этот вариант не требует изготовления специального штампа, но многократно увеличивается расход металла, следовательно, увеличивается себестоимость и трудоемкость изготовления детали.

Произведем количественный анализ этих методов путем расчета себестоимости получения заготовок.

Произведем расчет объема материала, затраченного на изготовление заготовки, и массы заготовки с помощью редактора Компас 3D:

1. для отливки объём V = 4271,9 см³, масса Q = 33,32 кг;

2. для штамповки объём V = 3123,4 см³, масса Q = 24,36 кг.

По ГОСТ 7505-55 определяют ряд характеристик заготовок:

Степень сложности – С2

Группа стали – М1

Точность изготовления – 2 класс

Определим себестоимость метода получения заготовок по [1] с. 16:

где q - масса детали, q = 4,5 кг;

S_отх - себестоимость отходов, S_отх = 80 руб. за 1 кг;

С - базовая стоимость 1 кг заготовок, С = 800 руб.;

к_т - коэффициент, зависящий от класса точности заготовки, для отливки принимаем к_т =1,05; для штамповки к_т =1,1;

к_с - коэффициент, зависящий от группы сложности заготовки, для штамповки к_с = 0,9; для отливки к_с = 0,83;

к_в - коэффициент, зависящий от массы заготовки, для штамповки к_в = 0,8; для отливки к_в = 0,82

к_м - коэффициент, зависящий от материала поковки, для отливки из легированной стали принимаем к_м = 1,93; для штамповки к_м = 1,79;

к_п - коэффициент, зависящий от объема производства, для отливки к_п = 0,77; для штамповки к_п = 1;

Таким образом, себестоимость заготовки полученной штамповкой, составляет 26038 руб., что незначительно больше себестоимости отливки 26003 руб., но данный вид исходной заготовки характеризуется приближенной формой к конструкции готовой детали, обезуглероженным слоем, сравнительно небольшим отклонением номинальных размеров, низким качеством поверхности, что уменьшает себестоимость и трудоемкость изготовления детали.

Итак, на основании количественного и качественного анализов можно сделать вывод о том, что наиболее целесообразным является получение заготовки методом штамповки на ГКМ.

Рисунок 1.3 ­– Предварительный эскиз заготовки – штамповки на ГКМ

1.4 Анализ технологического процесса – аналога. Предложения по совершенствованию

При разработке маршрутного технологического процесса обработки детали типа «Стакан» были учтены: тип производства, конфигурация и габариты обрабатываемой детали, масса детали, физико-механические свойства материала детали, требования, предъявляемые к точности изготовления и качеству поверхностей. Применение станков с ЧПУ на токарных операциях увеличивает производительность в 1,5 – 2,5 раза выше, по сравнению с универсальными станками. Применение токарно-фрезерного станка ЧПУ позволит объединить ряд операции в одну, что повысит производительность технологического процесса, точность, т.к. уменьшится количество переустановок.

Таблица 1.4 – Сравнение вариантов технологического процесса

1.5 Назначение метода обработки

Набор методов обработки по каждой поверхности зависит от множества разнообразных факторов, важнейшими из которых являются: форма поверхности и ее габариты; тип заготовки; требования по точности размеров и качеству поверхности, указанные на чертеже детали; физико-механические свойства материала детали; экономическая целесообразность того или иного метода обработки. Кроме этого следует иметь в виду, что каждый последующий метод обработки поверхности должен быть точнее предыдущего.

Выбор методов обработки будем производить на основании общего расчетного коэффициента уточнения, который определяется как отношение допуска заготовки к допуску детали:

В большинстве случаев это уточнение либо невозможно, либо невыгодно обеспечить на одной технологической системе, поэтому возникает набор операций, каждая из которых последовательно превращает заготовку в готовую деталь. Следовательно, каждая технологическая система имеет свое частное уточнение:

где Т_i-1 ­– допуск на заготовку на предыдущей операции;

Т_i ­– допуск на заготовку на данной операции.

Тогда общее расчётное уточнение можно представить, как произведение частных уточнений:

На основании вышесказанного можно определить набор методов обработки по каждой поверхности детали, которые в совокупности обеспечат заданные показатели качества поверхности детали.

Найдем общие расчетные уточнения по поверхностям. При этом допуски на поверхности заготовки определяем по чертежу заготовки, а допуски по поверхности детали – с чертежа детали. Расчёт производится в соответствии с данными справочных таблиц по точности обработки (№ 4,5,6) стр. 8 - 12 справочника технолога – машиностроителя под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. Коэффициенты уточнения рассчитываем для каждой поверхности по величине размерного допуска и по величине шероховатости, выбираем более жесткое требование.

Определяем набор методов для обработки Ø260h6(_-0.032) мм и Ra 3.2 мкм:

Определяем набор методов для обработки Ø82h14(_-0.74) мм и Ra 3.2 мкм: