Технологии машиностроения

Расчёт изготовления заготовки  методом

горячей   объёмной штамповки.

Степень сложности  С1. Точность изготовления поковки – класс I/

Группы стали  – М 1.

Припуски  на номинальные размеры детали назначают  по таблице (см. приложение 12). Припуски на обработку заготовок, изготовляемых горячей объемной штамповкой, зависит от массы, класса точности, группы стали, степени сложности и шероховатости заготовки. На основании принятых припусков на размеры детали определяем расчётные размеры заготовки:

 

Наружная  поверхность:

       D_{P 88}=D_H+2∙Z=88+4=92 мм.

       L_{P 270}=L_∂+2∙Z=270+4,4=274,4 мм.

 

Внутренняя  поверхность:

       D_{P 74,7}=D_H+2∙Z=74,7+4=78,7 мм.

       D_{P 73}=D_H+2∙Z=73+4=77 мм.

       D_{P 65}=D_H+2∙Z=65+4=69 мм.

       D_{P 59}=D_H+2∙Z=59+4=63 мм.

       D_{P 48}=D_H+2∙Z=48+4=52 мм.

       D_{P 50}=D_H+2∙Z=50+3,6=53,6 мм.

       D_{P 43}=D_H+2∙Z=43+3,6=46,6 мм.

       L_{P 8}= L_∂+2∙Z=8+3,6=11,6 мм.

       L_{P 71}= L_∂+2∙Z=71+4=75 мм.

       L_{P 20}= L_∂+2∙Z=20+3,6=23,6 мм.

       L_{P 79}= L_∂+2∙Z=79+4=83 мм.

       L_{P 10}= L_∂+2∙Z=10+3,6=13,6 мм.

       L_{P 42}= L_∂+2∙Z=42+3,6=45,6 мм.

       L_{P 8}= L_∂+2∙Z=48+3,6=51,6 мм.

Для определения  объема штампованной заготовки рекомендуется  условно разбивать фигуру заготовки  на отдельные простые элементы и  проставить на них размеры с учётом плюсовых допусков. Определим объем  отдельных элементов заготовки: V₁, V₂, V₃, V₄.

Наружная  поверхность:   

                                                                                                                                                                         

Внутренняя  поверхность:

Общий объем заготовки: 
         V_ОБЩ= V₁-(V₁+V₂+V₃+ V₄) =2003, 9149 -1158, 8791= 845,0358 см³.

Масса штампованной заготовки:

    G_{З.Ш .}= γ∙V_ОБЩ=0,00785∙845,0358=8,63 кг.

 

 

Принимая  неизбежные технологические потери  ( угар, облой и т.д.) при горячей объёмной штамповке равными  10  %, определим расход материала на одну деталь :

Коэффициент использования материала на штампованную заготовку

Стоимость штампованной заготовки

С_З.Ш = С_м .G_зш -( G_зш- G_g) · (C_отх /1000) =

83· 9,493 - (9,493 - 6) · (17 /1000) = 787р.

 

Годовая экономия материала от выбранного варианта изготовления заготовки

 

        Техника – экономические расчёты  показывают что заготовка, полученная  методом горячей объёмной штамповки на горизонтально – ковочной машине, более экономична по использованию материала, чем заготовка из проката, и по себестоимости обходится дешевле, но я принимаю заготовку из горячекатаного круглого проката обычной точности из-за дороговизны штамповочного оборудования и его обслуживания.

 

 

 

 

 

 

2.2 Определение затрат на основные материалы.

          В экономической  части дипломного проекта проводятся  технико - экономические расчёты размеров затрат на обработку заготовки, себестоимости готовой детали или изделия и даётся окончательный анализ эффективности спроектированного технологического процесса и участка механического цеха.

       Экономические  обоснования могут носить самый  разнообразный характер: обоснование  частных решений по выбору  исходных заготовок или варианта  технологического процесса , оценка эффективности реорганизации участка механического цеха на базовом заводе и  т.п. 

       Определение затрат  на основные материалы производят  по следующим исходным данным: марки материала, виду исходной заготовки (прокат, штамповка, литьё и  т. п.), массе заготовки и массе реализуемых отходов. Стоимость материалов и отходов принимается по прейскурантам, ценником или по заводским данным.Стоимость (руб.)материала на одну деталь М_д определяют по формуле

 

М_д = m_зa - m_отb =

 

16,22·89 -10,2 ·16=1443-163,2 = 1279,8 рублей,

 

где  m_з - масса исходной заготовки, кг;  m_от - масса реализуемых отходов, кг; a- стоимость одного килограмма заготовки, руб.; b - стоимость одного килограмма отходов, руб.

             К цене материала, взятого из  прейскуранта, необходимо прибавить  расходы, связанные с доставкой материала на завод (стоимость транспортировки и разгрузки), равные примерно 10% цены.

            Стоимость материала на весь  годовой объем выпуска из N детали равна

M_r=M_дN = 1280·25000 = 31995000 рублей.

           После расчёта стоимости основных материалов на годовой объём выпуска заполняют ведомость потребности и затрат на основные материалы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(табл.27)

Наименование   детали

Годовой объем выпуска , шт.

Заготов- Ка

Норма расхода

Стоимость материалов  с учетом транспортных расходов

Масса отходов

Стоимость реализуе -мых отходов

Стоимость материалов за вычетом отходов

Марка материала

Вид  заготовки

на  1 деталь, кг.

На годовой объем выпуска, т.

на 1 деталь, кг

На годовой объем выпуска, т

на 1 деталь, руб.

на годовой объем выпуска, руб.

на 1 деталь, руб.

на годовой объем выпуска, руб.

на 1 деталь, руб.

на  объем выпуска, руб.

Корпус средней секции насоса

25000  шт.

сталь 40Х

Прокат

6

150

89

31995000

10,2

255

16

400000

73

1825000

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.3 Установление последовательности выполнения

операций.

 

 

№ опер.	Наименование операции	Модель станка	Подготовительно-заключенное время, Тп.з мин	Штучное время, мин., Тшт
005     010     015       020   025       030         035	Заготовительная     Токарная       Токарная       Токарная     Токарная       Фрезерная         Слесарная	8Г661-Кгуглопильный-отрезной станок   1П756ДФЗ-Токарно-револьверный станок   1П756ДФЗ-Токарно-револьверный станок   1П756ДФЗ-Токарно-револьверный станок   1П756ДФЗ-Токарно-револьверный станок   Вертикально-фрезерный станок 6Р12	4     6,6       6,6       6,6     6,6     12,7         5,8	1,28     13,46       8,09       11,67     17,4     5,3         0,95
Итого			48,9	58,15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.4 Расчет технологической нормы времени на обработку детали и годовой нормы выработки.

 

Техническая норма времени  на обработку заготовки является одной из основных параметров для расчёта стоимости изготовляемой детали, числа производственного оборудования, заработной платы рабочих и планирование производства.

Техническую норму времени  определяют на основе технических возможностей технологической оснастки, режущего инструмента, станочного оборудовании и правильной организации рабочего места.

 

Находим штучное время  на каждую операцию обрабатываемой заготовки:

Т_шт=Т_осн+Т_всп+Т_тех+Т_орг+Т_отв    ,где

Т_осн – основное время на обработку по одной операции.

Т_всп – вспомогательное время на установку и снятие детали.

Т_тех – время на техническое обслуживание рабочего места.

Т_орг – время на организацию обслуживания рабочего места.

Т_отд – время на отдых и личные надобности.

Находим штучное время  по операциям:

    

 

005 Заготовительная - 8Г661

Т_осн= 0,7 мин, Т_всп= 0,3мин, Т_тех=0,2 мин,  Т_орг= 0,017 мин, Т_отд= 0,06 мин;

Т_шт=0,7+0,3+0,2+0,017+0,06=1,28 мин.

 

010 Токарная - 1П756ДФЗ

Т_шт=7,44+1,18+0,882+3,9652=13,46 мин.

 

 

015 Токарная - 1П756ДФЗ

Т_шт=2,71+1,18+0,7+3,5=8,09 мин.

 

020 Токарная - 1П756ДФЗ

Т_шт=5,99+1,38+0,7+3,6=11,67 мин

 

025 Токарная - 1П756ДФЗ

Т_шт=7,2+1,08+1,8+7,3=17,4 мин

 

030 Фрезерная - 6Р12

Т_шт=1,87+1,06+0,448+1,968=5,3 мин

 

035 Слесарная

Т_шт=0,3+0,3+0,2+0,017+0,06=0,95 мин

 

Находим минимальный и  оптимальный размер партии:

Минимальный размер партии деталей определяется по формуле:

,

где: Т_п.з - подготовительно-заключительное время на переналадку оборудования по  операции, имеющей наибольшие затраты времени на переналадку, мин;

t_шт- штучное время операции, имеющей наибольшее подготовительно-

заключительное время, мин;

к - коэффициент допустимых потерь времени на переналадку станка, изменяющийся среднесерийное в пределах 0,03 - 0,1. Принимаем к = 0,03.

Оптимальный размер партии деталей должен быть равен или больше минимального размера партии и кратным сменно-суточной программе, учитывать особенности технологического процесса и необходимый запас деталей на складе в днях:

,

где: n_опт — оптимальный размер партии деталей;

N_год. - годовая программа выпуска деталей, шт.;

Ф - число рабочих дней в году, Ф = 365-(104+8) = 253 дня;

Принимаем Ф = 253 дня

t - необходимый запас деталей на складе в днях. В зависимости от

размеров и массы детали t изменяется от 2 - 30 дней.

Принимаем 10 дней.

Программа задана на год в количестве 25000 деталей в год, тип производства – среднесерийный.

Минимальный размер партии деталей составит:

n_min = 12,7/7·0,03 = 60 деталей.

Оптимальный (нормативный) размер партии деталей составит:

n_опт = 25000/253+10= 108 деталей.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.5  Расчет количества оборудования, станков.

 

В среднесерийном типе производства расчет количества рабочих мест на участке ведется по операциям на основе трудоемкости программы и эффективного годового фонда времени работы одного станка по формуле:

где: N_год. - годовая программа выпуска деталей-25000шт;

        t_шк - штучно-калькуляционное время на операциях, выполняемых на

        однотипных станках, мин;

        F_эф, - годовой эффективный фонд времени работы станка, час.= 1860

Fд= [(365-в.д-п.д)× 8,2-п.п.д×1]zКр = 1860 часов.

в.д=104- количество выходных дней (суббота  и воскресенье)

п.д=8-количество праздничных дней;

п.п.д=6-количество предпраздничных  дней (продолжительность рабочего дня  меньше на 1 ч);

z- число смен работы оборудования;

Кр- коэффициент, учитывающий время пребывания станка в ремонте;

Кр=0,9…0,94- для крупных станков;

Кр=0,95…0,97- для средних станков;

Кр=0,96…0,98- для мелких станков;

Кр=0,88…0,9- для автоматических  линий.

 

С_р округляют до ближайшего целого числа - принятого количества станков С_пр.

Штучно-калькуляционное время определяется по формуле:

где: t_шк - штучно-калькуляционное время, мин;

t_шт -штучная норма времени на операцию, мин;

Т_п.з - подготовительно-заключительное время, мин;

n_опт - оптимальный размер партии деталей.

Расчёт количества оборудования и его загрузку в серийном типе производства.

    oп. 005   t_шк =1,28+4/108=1,31 мин.

    oп. 010   t_шк=13,46+6,6/108=13,52 мин.

oп. 015   t_шк=8,09+6,6/108=8,15 мин.

oп. 020   t_шк=11,67+6,6/108=11,73 мин.

    oп. 025   t_шк =17,4+6,6/108=17,46 мин.

oп. 030  t_шк= 5,3+12,7/108=5,41 мин.

 

Таблица 2.

№ опер.	Наименование операции	Штучно- калькуляционное время, tшк, мин.	Количество станков		Коэффициент загрузки рабочих мест, Кз
			Расчётное количество, Ср	Принятое количество, Спр
005   010 015 020 025 030	Заготовительная Токарная Токарная Токарная Токарная Фрезерная	1,31   13,52 8,15 11,73 17,46 8,5	25000·1,31/ /1860·60=0,3 3 1,82 2,62 3,91 1,9	1   3 2 3 4 2	0,3   1,00 0,91 0,87 0,97 0,95
	Итого:	60,67	=13,55	=15	Кз=0,83