Штампованные заготовки

1.         штампованные заготовки

2.         заготовки из проката.

Заготовка, получаемая штамповкой будет более приближенной по форме и размерам к готовой детали, и ее масса будет меньше заготовки из проката, стоимость штампованных заготовок выше в 1,5 – 3 раза.

Заготовки из проката имеют большую массу, чем штампованные, и требуют дополнительной механической обработки для удаления лишних напусков металла, поэтому для окончательного решения по выбору способа получения заготовки нужно выполнить технико-экономическое сравнение вариантов.

Исходные данные для расчета сведем в табл.1.

№ п/п	Наименование показателей	Штампованная заготовка	Заготовка из проката
1	Масса детали, , кг	0,567	0,567
2	Масса заготовки,, кг
3	Оптовая цена на материал, Цп, руб./т	25000	12000
4	Стоимость отходов, Цо, руб./т	2000	2000
5	Средняя зарплата рабочего станочника, С3ч, руб/час	-	30
6	Время черновой обработки заготовок, Т, час	-	6,099
7	Цеховые накладные расходы, Сн, %	-	250

Сравнение методов получения заготовок выполняем:

- по коэффициенту использования материала

- по себестоимости получения заготовок

1)    К_ш =

К_п =

К_ш >К_п

Вывод: по коэффициенту использования материалов штамповка лучше проката.

2)    определим себестоимость заготовок штампованных и заготовок из проката.

Ориентировочно штучно-калькуляционное время Т_шт определяется по формуле из пособия (1).

Т_шт= 1,9* Т_о,

где Т_о – основное время.

Для отрезания ссылаемся на литературу (1).

Т _{отрезания}=0,19* D²*  10^-3 = 0,19*115²*10^-3=2,5мин., где D – диаметр обрабатываемой поверхности.

Механическая обработка по удалению лишних напусков заготовки включает обтачивание наружного диаметра, сверление, растачивание, рассверливание внутренних поверхностей.

Время черновой обточки заготовки за один проход:

,

l – длина обтачиваемой поверхности.

d – диаметр обтачиваемой поверхности.

 – число проходов.

 – средний диаметр.

 

Сверление:

,

 

Рассверливание:

,

 

Растачивание:

Из сравнения двух вариантов получения заготовок выбираем тот, где себестоимость меньше и годовой экономический эффект получен:

Э_т=(С_мп - С_мш)*N=(30,95-20,684)*400=4110,4 руб.

5. Назначение припусков

В качестве заготовок выбираем штампованные заготовки. Для штампованных заготовок общие припуски и допуски назначаются по ГОСТ 7505-89 «Поковки стальные штампованные». При определении припусков и допускаемых отклонений размеров нужно определить исходный индекс – условный показатель, учитывающий конструктивные характеристики и массу поковки. Исходные данные для определения индекса: масса поковки, группа стали, степень сложности поковки, класс точности поковки.

Класс точности – Т4.

Группа стали – М1.

Степень сложности – С4.

На основании этого находим индекс – 11.

На чертеже детали проставляем нумерацию на поверхностях, на которой установить припуски.

Штамповочные уклоны:

внутренней поверхности - 7°

наружной поверхности - 5°

Поверхности отверстий не должные превышать - 3°.

При глубине – 25-50 мм R=2,5мм.

Припуски и допуски на обрабатываемой поверхности:

Поверхность	Размер детали	припуск	допуск	Размер поковки
2,5	12 18			13,2 19,5
4	Æ110			Æ113,4
7	Æ72			Æ75,2
10	Æ62			Æ58,4

6. Разработка маршрутно-технологического процесса При разработке маршрутно-технологического процесса решаются следующие задачи:

1.         устанавливается последовательность операций обработки заготовки

2.         выбирается технологическая база. При этом нужно стремиться к совмещению конструкционных и технологических баз.

3.         ведется подбор оборудования для всех этапов обработки

4.         выбирается приспособления, режущий и мерительный инструмент.

Наружные и внутренние, соосные с наружными, поверхности будут обрабатываться на токарных станках точением, отверстия – сверлением на сверлильных станках, лыску – фрезерованием. Для получения точности по наружным и внутренним поверхностям по 8 квалитету точности, эту поверхность нужно обрабатывать либо тонким точением, либо шлифованием.

В качестве баз на первой операции используем наружную цилиндрическую поверхность и торец.

На последних операциях, чистого точения или шлифования, сверления и фрезерования принимаем либо ранее обработанные цилиндрические наружные поверхности и их торцы, либо внутренние цилиндрические поверхности и их торцы.

Намечаем следующий маршрут обработки.

Токарная операция: обработку поверхности вести за два установа:

I установ:

Подрезать внутренний торец большого фланца и торец центрирующего пояска, выдерживая размер 3. Точить наружную поверхность центрирующего пояска, выдерживая размеры 1и 3. Расточить внутреннюю поверхность, выдерживая размер 2 и 4.

В зависимости от точности оставить припуск на чистовую обработку. Точить фаску, выдерживая размер 5.

II установ: Точить наружную поверхность, выдерживая размер 2.

Точить фаску, выдерживая размер 1.

Оборудование: станок токарно-винторезный 16К20.

Приспособления: токарный самоцентрирующийся патрон (механизированный или немеханизированный); режущий инструмент: резцы проходные упорные, подрезные, расточные.

Материал резцов – твердый сплав.

Мерительный инструмент: штангенциркуль, штангенглубиномер.

Сверлильная операция.

Сверлить 4 отверстия, выдерживая размер 4,5 и 3. База – наружная цилиндрическая поверхность центрирующего пояска.

Зенковать 4 отверстия, выдерживая размер 1,2 и 3.

Оборудование: вертикально-сверлильный станок 2Н125.

Приспособления: переналаживаемый кондуктор с поворотным столом.

Мерительный инструмент: штангенциркуль, пробки, глубиномер.

Фрезерная операция.

 Фрезеровать лыску. База – наружная цилиндрическая поверхность центрирующего пояска и торец.

Оборудование: вертикально-фрезерный станок 6Н12.

Режущий инструмент: фрезы дисковые, торцевые, концевые.

Вспомогательный инструмент: оправки или переходные втулки, цанговые патроны.

Мерительный инструмент: штангенциркуль.

Шлифовальная операция. Шлифовать поверхность 10, выдерживая размер 1 с припусками. Технологическая База – наружная цилиндрическая поверхность большего фланца и его торец.

Оборудование: внутришлифовальный станок 3P228.

Приспособления: токарные или магнитные.

Режущий инструмент: шлифкруги формы ПВ, ПВД.

Вспомогательный инструмент: оправки для крепления шлифкруга.

Мерительный инструмент: микрометр, скобы, пробки.

7. Расчет режимов резания

Режимы резания назначаются на основании справочных материалов, приводимых в справочниках технолога-машиностроителя, нормировщика и другой технической литературы. В курсовой работе будем производить выбор режимов резания по справочнику технолога-машиностроителя под ред. Косиловой, том 2.

При назначении режимов резания учитываются:

 - характер обработки;

 - тип и размер производства;

 - материал его режущей части;

 - тип и состояние оборудования.

Токарная обработка: для точения режимы резания выбираем в следующей последовательности:

- глубина резания, мм (t),

- подача, мм/об. (S),

S зависит от глубины резания и обрабатываемой поверхности.

 - скорость, м/мин. (v)

,

где Т – стойкость инструмента (время между двумя переточками инструмента, принимаем Т= 60 мин.)

, х = 0,15,у = 0,35,m = 0,2 . [таб. 17 – справочник Косиловой].

K_v – поправочный коэффициент.

,

где – коэффициент, учитывающий материал заготовки,

,

К_т–коэффициент, характеризующий группу стали по обрабатываемости, К_т = 1, nv = 1,

s_в = 780Мпа – предел прочности материала,

 – коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки, (при поковке с коркой, черновой), (при обработке без корки, чистовой).

– коэффициент, учитывающий качество материала заготовки, .

- частота вращения( n), об/мин.

,

где D – диаметр обрабатываемой поверхности.

Обработка ведется на станке 16К20. Для этого станка выбираем резцы подрезные с сечением 16´25, материал режущей части – твердый сплав Т15К6 (титано-кобальтовый). Обработку поверхностей будем вести за два прохода: черновая обработка и чистовая обработка.

1)Подрезание торца, выдерживая размер 3.

 

2)Растачивание наружной цилиндрической поверхности с размерами 1 и 3.

Черновая: t _черн = 1,2 мм

S = 0,8 мм/об.

Чистовая: t_чист = 0,4 мм

S = 0,14 мм/об.

 - для чистовой обработки

 

3)растачивание внутренней цилиндрической поверхности с размерами 2 и 4.

Черновая: t _черн = 1,2мм

S = 0,35 мм/об.

Чистовая: t_чист = 0,7 мм

S = 0,12 мм/об.

 

 

Установ II:

1)Растачивание наружной цилиндрической поверхности с размером 2.

Черновая: t _черн = 1,2мм

S = 0,8 мм/об.

Чистовая: t_чист = 0,5 мм

S = 0,14 мм/об.

 - для чистовой обработки

 

 

Сверление:

Материал сверла – быстрорежущая сталь.

1)         сверление 4 отверстий с размерами 4,5,3.

S=0,15 мм/об.

[таб. 28 – справочник Косиловой]

Т = 25 при D =9 мм.

2)зенкерование 4 отверстий с размерами 1,2 и 3.

S=0,6 мм/об.

[таб. 29 – справочник Косиловой].

Т = 30 при D =20 мм.

Значение коэффициентов  и из таб.32 справочника Косиловой.

 

8.Расчет нормы времени на токарную обработку

В мелкосерийном производстве определяется норма штучного времени

: , где

- подготовительно- заключительное время, мин.

n- количество деталей в настроечной партии,

- основное время

- вспомогательное время, мин.

Вспомогательное время состоит из затрат времени на отдельные приемы:

-время на установку и снятие, мин.

- время на закрепление и открепление детали,мин.

- время на приемы управления, мин.

- время включения, мин.

- время поворота резцовой головки, мин.

- время подвода и отвода инструмента, мин.

- время на то, чтобы провести каретку суппорта в продольном направлении, мин.

- время на измерение детали, мин.

- время на обслуживание рабочего места, мин.

Установ 1:

1)Подрезание торца, выдерживая размер 3

Черновая:

Чистовая:

2)растачивание внутренней цилиндрической поверхности с размерами 2 и 4.

Черновая:

Чистовая:

3)Растачивание наружной цилиндрической поверхности с размерами 1 и 3.

Черновая:

Чистовая:

Установ 2:

Растачивание наружной поверхности с размерами 1 и 3.

Черновая:

Чистовая:

Далее выбираем значения времени по нормативам из приложения 6 из учебного пособия А.Ф. Горбацевич.

,

где n – количество обрабатываемых поверхностей.

, где k – число резцов

Выбираем

9. Технико-экономическое обоснование выбора оборудования на токарную обработку фланца

Сравним два варианта обработки фланца: на токарном станке 16К20 и на станке с ЧПУ 16К20 Ф3.

Сравнение вариантов выполним по технологической себестоимости.

,где

 – приведенные часовые затраты, коп./ч.,

Т_шт-к – штучно-калькуляционное время на операции, мин.,

К_в – коэффициент выполнения норм, К_в =1,3.

,

где С_з – основная и дополнительная заработная плата рабочего с начислениями, коп./ч.

где - коэффициент, учитывающий дополнительную заработную плату рабочего, =1,5;

 - часовая тарифная ставка станочника соответствующего разряда. При 4 разряде =2500 коп./ч.

к- коэффициент, учитывающий заработную плату наладчика к=1;

у- коэффициент, учитывающий заработную плату рабочего при многостаночном обслуживании, тогда для 16К20 – у=1, а для 16К20Ф3 у=0,65

С_чз – часовые затраты на эксплуатацию рабочего места, коп./ч.,

,

где - практические часовые затраты на базовом уровне, =2500 коп./ч.

 - коэффициент, показывающий во сколько раз затраты, связанные с работой данного станка больше, чем аналогичные расходы у базового станка, для 16К20 - =1,3

16К20Ф3 - =2,5

Е_Н – нормативный коэффициент эффективности, Е_Н= 0,15,

К_с, К_з – удельно-часовые капитальные вложения в станок и здание,

Капитальные вложения в станок:

,

где Ц – балансовая стоимость станка с учетом затрат на транспортировку, руб.,

Ц₁ = 300 000 руб., Ц₂ = 650 000 руб.,

F_g – действительный годовой фонд времени работы станка, F_g = 3987 час.,h₃ = 0,8,

Капитальные вложения в здание:

,

где Н – стоимость 1 м², руб. , Н = 1200 руб./м².

F – площадь, занимаемая станком,

F₁ = 11 м²,

F₂ = 15 м².

16К20	16К20Ф3

Т.о. выгоднее обрабатывать фланец на станке 16К20Ф3.

Приведенная годовая экономия:

Список использованной литературы

 

1.         Горбацевич А.Ф., Шкред В.А., «Курсовое проектирование», Минск: Высшая школа, 1983 г. – 256 с..

2.         Солнышкин Н.П., Дмитриев С.И., «Методические указания по оформлению технологической документации в курсовых и дипломных проектах», Псков, ПГПИ, 1996 г. - 45 с.

3.         Солнышкин Н.П., Чижевский А.Б., Дмитриев С.И., «Технологические процессы в машиностроении», Санкт-Петербург, СПбГТУ, 1998 г. - 333 с.

4.         Мурашкин «Проектирование технологических процессов»

5.         Справочник технолога-машиностроителя в 2-х томах, Т 1.Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. М.: Машиностроение. 1989 г.