Оценка технологических и технико-экономических показателей изготовления деталей на машиностроительном предприятии

.

Министерство  образования и науки РФ

Елецкий государственный  университет им. И.А.Бунина

 

 

Кафедра «Прикладной механики»

 

 

 

Курсовой проект

По дисциплине «Технология  машиностроения»

на тему «Оценка технологических  и технико-экономических показателей  изготовления деталей на машиностроительном предприятии»

 

                                    

 

 

                                    Выполнила:

                                                       Студентка группы ЭМ-31                    

                                                                            Демидова Екатерина                                                                                             

                                                          Научный руководитель:                 

                                            Кашенцева Л.Н.

                                             

 

  

 

          оценка                                  подпись                              дата

 

 

Елец -  2011

Содержание

 

Данные по заданию и эскиз детали ……………………………………………. 2

Введение………………………………………………………………………..….3

1. Выбор исходной заготовки…………………………………………………….5

2. Маршрутное описание  технологического процесса и  выбор типа оборудования…………………………………………………………………….11

3.Назначение  режимов резания…………………………………………………13

4. Определение  основного времени на механическую  обработку заготовок………………………………………………………………………….17

5. Расчёт технико-экономических  показателей при изготовлении                             опорного колеса………………………………………………………………….21

5.1. Определение  затрат на основной материал…………………………..…...21

5.2. Расчёт стоимости основных  производственных фондов проектируемого  участка…………………………………………………………………………...21

5.3. Расчёт численности  и фонда оплаты труда рабочих  и служащих…………………………………………………………………………26

Выводы и  предложения…………………………………………………………29

Библиография….…………………………………………………………………30

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

На  сегодняшний день в условиях становления  рыночной экономики производство заготовок  и изделий не всегда оправдана  и достаточно убыточна. При изготовлении деталей заготовки проходят определенные стадии обработки на различном оборудовании с перемещением их с одного станка на другой, по мере выполнения производственных операций. Количество необходимого оборудования, его тип, а также другие виды нестандартного оборудования зависит в первую очередь от производственной программы выпуска деталей и рационального расположения оборудования на участке (цехе). Производственный процесс включает ряд операций, которые делятся на основные и вспомогательные., а главным содержанием производственного процесса является технологический процесс. Технологический процесс изготовления деталей состоит из технологических операций и они в свою очередь, состоят из установок.

Проектирование  разрабатываемого технологического процесса включает в себя следующие этапы работ:

1. Анализ технологичности детали;
2. Анализ существующего технологического процесса по выпуску подобных деталей на другом участке или цехе вагонного депо или же на других предприятиях смежных отраслей, изготавливающих подобные детали;
3. Выбор исходной заготовки и определение ее размеров, допускаемых отклонений и припусков на механическую обработку;
4. Выбор технологических баз и методов закрепления заготовки, обеспечивающих заданную точность изготовления детали при оптимальной производительности принятого технологического процесса;
5. Маршрутное описание технологического процесса всех технологических операций в маршрутной карте в последовательности их выполнения с учетом прогрессивных высокопроизводительных методов обработки металлов;

 

6. Выбор необходимого оборудования и технологической оснастки и приспособлений, предназначенных для крепления режущего инструмента, заготовок, измерительного инструмента, транспортировки и хранения деталей;
7. Назначение режимов резания и расчет основного штучного или штучно- калькуляционного времени на операцию, разряда работы и расценки;

8. Проведение сравнительных технико-экономических 
расчетов для возможных вариантов обработки заготовок.

Для каждой технологической операции при разработке технологического процесса необходимо обосновать, на каком станке будет выполняться данная операция, при этом, необходимо иметь краткую характеристику оборудования его наименования, тип (модель), а также основные геометрические характеристики, габаритные размеры и мощность электропривода. Для этого необходимы паспорта станков, а также соответствующие каталоги или номенклатурные справочники. Основным принципом выбора станка является экономичность процесса обработки. Для окончательного решения производят технико-экономическое сравнение обработки заготовки на разных станках при заданном объеме выпуска деталей и принимают ту модель, которая обеспечивает наименьшую трудоемкость и себестоимость их обработки

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Раздел 1. Выбор исходной заготовки

 

Заданием на курсовой проект предусмотрено изготовление зубчатого колеса наружным диаметром 224 мм, шириной В=80 мм, m= 2мм и z = 110. Заготовкой для него служит ковкий чугун 70-2 , который может быть получена методом штамповки, ковки, литьём или же выбрана из соответствующего ряда - сталь горячекатаная круглая по ГОСТ 1050-74 диаметром d = 230мм. Эскизы на указанные заготовки, разработанные согласно требований установки припусков на штамповку, поковку, прокат и литьё, соответственно, представлены ниже на чертежах. Так для поковки рекомендуемый припуск на сторону заготовки,  лежит в пределах δ_п = 5,0-10,0 мм и тогда в данном случае установим припуск для нашей заготовки равный δ_п = 7,0 мм на сторону. Для штамповки, являющейся обычно более точной заготовкой, размеры которой наиболее приближены к готовой детали, δ_ш выбирают в пределах от 2,0 до 3,0 мм на сторону поэтому примем его равным 2,5 мм. Для определения припуска заготовки полученной литьём в песчано-глинистую форму воспользуемся формулой δ=a Lmax = 1,25 224 = 7,59 мм, где a - коэффициент, зависящий от способа формовки, принят равным 1,25, a Lmax - наибольший габаритный размер готовой детали, равный 224 мм. Окончательный припуск на сторону принимаем δ _Л = 8 мм.

Для выбора соответствующего типа заготовки под зубчатое колесо, отвечающей требованиям экономии материала, проведем следующие расчёты. Определим сначала собственную массу поковки по зависимости:

m = ρ*V_заг, кг,

где: ρ - плотность материала, г/см³;

V_заг - объём заготовки в см³ и определяемый как разница между объёмом монолитной поковки V₁ и объёмом V₂ отверстия d=60 мм выполненном с припуском в зубчатом колесе.

Назначаем размеры поковки с учётом вышеуказанных рекомендаций по припускам D₁= D + 2 δ_п = 224 + 2*7 = 238 мм,  d₁=d- 2 δ_п 60 - 2*7 = 46 мм.

В₁ = В +2 δ_п = 80 + 2*7 = 94 мм.

Так как заготовка  в данном случае имеет форму цилиндра, то объёмы V₁ и V₂ можно вычислить по зависимостям:

V₁ = π*D₁²*B₁/4 = 3,14*23,8²*9.4/4 = 4 179,8см³.

V₂ = π *d₁²*B₁/4 = 3,14*4,5²*9,4/4 = 149,4 см³.

Тогда V_заг.п.= V₁ - V₂ = 4179,8 - 149,4 = 4030,4 см³.

Так как плотность  стали равна ρ_ст = 7,30 г/см³ то масса заготовки составит m_заг.п. = 4030,4-7,30 = 29,4кг. Аналогичным образом определим массу детали:

V₁ =π*D²*В/4 = 3,14*22,4²*8,0/4 = 3151,1 см³

V₂ = π*d²*B/4 = 3,14-6.0²*8.0/4 = 226,1 см³

 V_дет = V₁ - V₂ = 3151,1 - 226,1 - 2925,0 см³.

Тогда масса детали без  нарезанных на ней зубьев составит

m_дст = 2925,0*7,30 = 21,4 кг. Определим величину отходов при обработке заготовки, выполненной методом ковки по зависимости:

q₀ = m_заг.п – m_дет = 29,4 – 21,4 = 7 кг.

Теперь назначим размеры  штамповки с учётом вышеуказанных рекомендаций по припускам D₁₌ D + 2δ_ш = 224 + 2*2,5 = 229 мм, d₁ = d - 2 δ_ш = 60 – 2*2,5 - 55 мм, и В₁ = В + 2δ_ш = 80 + 2*2,5 = 85 мм.

Так как заготовка  в данном случае также имеет форму  цилиндра, то объёмы V₁ и V₂ можно вычислить по зависимостям:

V₁ = π*D₁² *В₁/4 = 3,14*22,9²*8,5/4 = 3499,1 см³.

 V₂ = π * d ₁²*B₁/4 = 3,14*5,5²*8,5/4 =201,8 см³.

Тогда V_заг.ш = V₁ - V₂ = 3499,1 – 201,8 = 3297,3 см³. Так как плотность стали равна ρ_ст = 7,30 г/см³, то масса заготовки составит m_заг.ш. = 3297,3*7,30 = 24,1 кг. Аналогичным образом определим массу детали без нарезанных на ней зубьев, которая как и в предыдущем случае равна m_дет= 21,4 кг. Определим величину отходов при обработке заготовки, выполненной методом штамповки, по зависимости:

q₀ = m_заг.ш. –m_дет = 24,1 - 21,4 = 2,7 кг.

Теперь назначаем размеры  заготовки выполненной методом литья с учётом вышеуказанных рекомендаций по припускам D₁= D + 2δ_л = 224 + 2*8 = 240 мм, d₁ = d - 2δ_л  = 60 - 2*8 = 44 мм, и B₁ = В +2δ_л = 80 + 2*8 = 96 мм. Так как заготовка в данном случае также имеет форму цилиндра, то объёмы V₁ и V₂ можно вычислить по зависимостям:

V₁= π*D₁*В ₁/4 = 3,14*24,0²*9,6/4= 4340,1 см³

                                     V₂ = π d₁²*B₁/4 = 3,14*4,4²*9,6/4 = 145,9 см³

Тогда V_заг.л = V₁ - V₂ = 4340,1 - 145,9 = 4194,2 см³. Так как  плотность стали равна ρ_ст = 7,30 г/см³, то масса заготовки составит m_заг.л = 4194,2*7,50 = 30,6 кг. Так как ранее были определена масса обработанной заготовки равная m_дет = 21,4 кг тогда можно определить величину отходов при обработке заготовки выполненной методом литья по зависимости:

  q₀ =m_заг.л – m_дет = 30,6 - 21,4 = 9,2 кг.

Назначим размеры заготовки выполненной из проката, у которой, как было указано выше, наружный диаметр равен D₁ = 230 мм, внутреннее отверстие, то есть d₁ = 0, а В₁ = 84 мм. Определим численное значение объёма V₁ по зависимости V₁ = π*D₁²*В₁/4 = 3,14*23,0²*8,4/4 = 3488,2 см³, а так как d₁ = 0, то V₁ ⁼ V_заг.пр. Тогда масса заготовки, выполненной из проката, определится m_заг.ap = 3488,2*7,3 = 25,5 кг. Следовательно, отходы при её обработке составят q₀ =m_заг.пр - m_дет = 25,5 - 21,4 = 4,1 кг.

Из приведённых расчётов видно, что наименьшая величина отходов при обработке заготовки, изготовленной методом штамповки, составляет 2,7 кг и тогда для использования такой заготовки в проектируемом нами технологическом процессе определим величину коэффициента использования материала по зависимости К_им =m_дет/m_эаг.ш = 21,4/24,1 = 0,88. Полученное значение К_им, больше чем рекомендуемое 0,7 для мелкосерийного производства и поэтому окончательно назначаем метод получения заготовки для изготовления зубчатого колеса штамповку, характеризующую степень прогрессивности норм расхода материала.

Для получения полуфабриката  заготовки под штамповку выберем  из табл.4 (приложение), круглопильный  автоматический станок модели 8Г66, на котором будем разрезать прокат, сталь горячекатаная круглая по ГОСТ 1050-74 диаметром d = 230 мм. Размеры инструмента диск d = 580 мм, шириной 5 мм, наибольший диаметр разрезаемой заготовки 250 мм, ширина пропила 5,5 мм, и мощность электродвигателя N = 1,5 кВт. Стоимость станка 24,6 тыс. руб. Затем, из табл. 3 (приложение), выбираем модель горячештамповочного пресса КВ548 со следующими характеристиками: номинальное усилие 63000 кН, максимальный диаметр получаемой заготовки 240 мм, число ходов в мин. 40, Кв¹ - коэффициент вспомогательного времени равный 4. Стоимость пресса 234,6 тыс. руб. Определим штучное время для данной заготовительной операции по зависимости:

Тшт_(ш)= (1+Кв¹ )(1+1/100) = 4/10(1+4)*(1+8/100) = 0,54 мин,

где:  - количество переходов  штамповки, величину которых можно выбрать равным 4;

- число одиночных  ходов пресса в минуту, 40;

Кв¹ - коэффициент вспомогательного времени, 4;

X - суммарная доля оперативного  времени, примем равной 8%.

 

Раздел 2. Маршрутное описание технологического процесса и выбор типа оборудования.

 

Разработка технологического процесса по изготовлению зубчатого колеса состоит из комплекса взаимосвязанных работ, предусмотренных ЕСТПП и должны выполняться в полном соответствии с требованиями ГОСТ14.301 - 83. Так как проектируемый участок механического цеха, основанный для оказания услуг на коммерческой основе отделению по профилактике и ремонту систем круглогодичного кондиционирования пассажирских вагонов в пассажирском вагонном депо, ввиду заданной годовой программы выпуска зубчатых колёс N = 6800 штук можно отнести к мелкосерийному производству. При разработке техпроцесса будем руководствоваться следующими основными принципами: в первую очередь будем обрабатывать у заготовки те поверхности, которые являются базовыми при дальнейшей обработке; затем выполним обработку поверхностей зубчатого колеса с наибольшим припуском; со снятием металла с тех поверхностей, которые не снижают жесткость заготовки; потом выполним те операции, на которых можно ожидать появление брака из-за проявления трещин, раковин и т.д.; и в последнюю очередь обработаем те поверхности, которые влияют на точность и допуски относительного расположения поверхностей.