Выбор рациональной заготовки

 

Выбор рациональной заготовки для конкретной детали при заданном объёме выпуска можно производить согласно настоящей методике.

Рассмотрим несколько характерных примеров.

Задача I. Определить рациональную заготовку для многоступенчатого вала редуктора, представленного на рис.5.3.

 

Рис. 5.3. Конструкция многоступенчатого вала редуктора

(сталь ЗОХГС, вес 142,8 кг)

 

Решение:

I. Определить тип производства согласно заданной программе режима работы (тип производства может быть задан), например, для нашей задачи серийное производство.

2. На основании рекомендаций, в зависимости от типа производства, выбираются возможные приемлемые виды исходных заготовок по табл. 3.1.

3. Проводим технико-экономический анализ выбранных заготовок на металлоемкость и приведенную себестоимость.

 

А. Анализ на металлоемкость

 

По табл.5.1 определяем значения К _{зг.р .} и К _ир для всех принятых для анализа заготовок.

Используя табл.5.2, рассчитываем по формулам (5.3), (5.4) и (5.5)

значения К _зг и К _и.

Определяем согласно формуле (5.I) значения Q _зг и Q _и.

Результаты анализа заготовок на металлоемкость заносим в табл.5.8.

 

Таблица 5.8

Анализ заготовок на металлоемкость

 

№ п/п	Анализируем исходные заготовки	Значения коэффициентов	Вес заготовки Qзг=Q/Кзг, кг	Вес исходного металла Q и = Q зг /К и, кг
К зг.р	К ир	К зг	К и
	Поковка	0,65	0,88	0,53	0,720	269,4	374,8
	Прокат	0,75	0,96	0,61	0,995	234,0	235,1
	Штамповка	0,80	0,92	0,65	0,750	219,6	292,8

 

 

4. Определяем значение μ для принятых заготовок: поковка μ₁= α·β·γ = 0,85·0, 90·0,95 = 0,73, прокат μ₂ = 0,95, штамповке μ₃ = 0,73.

5. Определяем значения К _pu и К _и для принятых заготовок:

поковка К _зг = К _зг.р ·x·y·z·μ = 0.65·1.15·1.0·0.97·0.73 =0.53

К _и = К _и.р ·x·y·z·μ = 0.88·1.15·1.0·0.97·0.73 = 0.7

прокат К _зг = 0.75·1.15·1.0·0.97·0.73 = 0.61

К _и = 0.96·1.15·1.0·0.97·0.95 = 0.995

штамповка К _зг = 0,80·1,15·1,0·0,97·0,73 = 0,65,

К _и = 0,92·1,15·1,0·0,97·0,73 = 0,75.

 

Выводы:

1.Сопоставляя результаты расчетов(см. табл.5.8), можно сказать, что наиболее выгодной заготовкой по весу является штамповка (Q _зг = 219,6 кг).

2. Однако согласно данным таблицы видно, что наименьший расход металла будет в случае применения проката (Q _и = 235,1 кг).

3. Окончательное решение по выбору рациональной заготовки может быть принято после расчета приведенной себестоимости анализируемых заготовок.

Б. Анализ на приведенную себестоимость

Приведенная себестоимость определяется по формуле (5.6):

 

С _пр = [Q _зг ·С _зг + (Q _зг - Q) ·Т* _уд ·С _уд ] – (Q _зг - Q) ·С _от

 

По табл. 5.9-5.24 определяем основные значения, занося их в таблицу 5.9.

Вывод: расчеты приведенной стоимости показывают, что с позиции затрат наиболее выгодной заготовкой является прокат.

 

Задача 2. Определить рациональную заготовку для полного многоступенчатого вала породопогрузочной машины, представленного на рис.5.4.

 

Таблица 5.9

 

Анализ заготовок на приведенную себестоимость

№ п/п	Анализируемые исходные заготовки	Табличные и расчетные параметры	Приведенная себестоимость С пр, руб/шт
Qзг, кг	Сзг, руб/кг	Qзг-Q, кг	С от, руб/кг	С уд, руб/ч	Т^* уд ·К1·К2· К3, ч/кг	(Qзг-Q)· Т^* уд ·С уд, руб/шт
	Поковка	269,4	0,36	126,2	0,05	1,92	0,05·1·1·1	12,10	102,8
	Прокат	234,0	0,25	91,2	0,05	1,68	0,05	7,70	61,6
	Штамповка	219,6	0,32	76,8	0,05	1,68	0,05	6,45	72,9

 

 

 

Рис.5.4.. Конструкции многоступенчатого полого вала

(сталь 50ХН, вес 420,2 кГ, производство - массовое)

 

Решение:

1. Выполняем работы пунктов 1,2 и 3 (см. задачу 1).

 

Проводим анализ на металлоемкость. Для анализа, согласно рекомендаций, приняты следующие виды заготовок: поковка, прокат, труба.

Такие трубы возможно изготовлять центробежном литьем, но для этого надо убедиться, чтобы сталь обладала литейными свойствами и обеспечивала требуемые чертежом или ТУ прочностные параметры готовой детали.

4. Результаты анализа и соответствующие расчеты заносим в таблицу 5.10.

Таблица 5.10

 

Анализ на металлоемкость

№ п/п	Анализируем исходные заготовки	Значения коэффициентов	Вес заготовки Q зг, кг	Вес исходного металла Q и, кг
К зг.р	К ир	К зг	К и
	Поковка	0,45	0,92	0,50	0,940	840,4	894,0
	Горячекатаный прокат	0,55	0,96	0,61	0,992	688,8	690,8
	Горячекатаная труба	0,70	0,98	0,80	0,998	526,0	527,6

 

3. Определяем значение μ для принятых заготовок: поковка μ₁ = α·β·γ = 1.0·0,9·0.95 = 0,86, прокат μ₂ = 0,95, труба μ₃ = 0,86.

4. Определяем значения К _зг и К _и для принятых заготовок:

- поковка К _зг = К _зг.р ·x·y·z·μ₁ = 0,45·1,2·1,1·0,97·0,86 = 0,50,К _и = К _и.р ·x·y·z·μ₁ = 0,92·1,2·1,1·0,97·0,86 = 0,94;

- прокат К _зг = К _зг.р ·x·y·z·μ₂ = 0.55·1,2·1,1·0,97·0,86 = 0,61,
К _и = К _и.р ·x·y·z·μ₂ = 0,96·1,2·1,1·0,97·0,95 = 0,997;

- труба К _зг = К _зг.р ·x·y·z·μ₃ = 0,70·1,2·1,1·0,97·0,86 = 0,80, К _и = К _и.р ·x·y·z·μ₃ = 0,98·1,2·1,1·0,97·0,95 = 0,998.

Проводим анализ на приведенную себестоимость. Приведенную себестоимость определяем по формуле

 

С _пр = [Q _зг ·С _зг + (Q _зг - Q) ·Т* _уд ·С _уд ] – (Q _зг - Q) ·С _от

 

По табл. 3.15…3.23 определяем основные значения параметров для расчетов, занося их в табл.5.11.

Таблица 5.11

Анализ на приведенную себестоимость

№ п/п	Анализир-уемые исходные заготовки	Табличные и расчетные параметры	Приведенная себестоимос ть С пр, руб/шт
Q зг, кг	С зг, руб/кг	Q зг -Q, кг	С от, руб/кг	С уд, руб/ч	Т^* уд ·К1·К2· К3, ч/кг	(Qзг-Q)· Т^* уд ·С уд, руб/шт
	Поковка	840,4	0,36	420,2	0,05	1,92	0,01·0,9·1·1	7,24	288,76
	Прокат	690,8	0,30	270,6	0,05	1,68	0,009	4,10	197,81
	Труба	527,0	0,37	106,8	0,05	1,68	0,009	1,62	191,27

 

Вывод:

Приведенный технико-экономический анализ показывает, что рациональной заготовкой для полого вала является трубный полуфабрикат.

 

Задача 3.

Определить рациональную заготовку для шпангоута ёмкости, показанного на чертеже рис.3.3.

 

 

 

Рис.5.5. Конструкция шпангоута емкости (материал: сталь 25ХГС, вес 280,7 кг)

 

Тип производства - серийное.

 

Решение:

1. Выполняем работы согласно пунктам 1, 2 и 3 (см. задачу 1).

 

А. Анализ на металлоемкость

 

2. Выбранные заготовки для анализа следующие: поковка свободная, кольцо раскатное, штампо-сварная.

3. Результаты и данные для анализа заготовок занесем в таблицу 5.12

 

Таблица 3.5

Проводим анализ на металлоемкость.

 

№ п/п	Анализируем исходные заготовки	Значения коэффициентов	Вес заготовки Q зг, кг	Вес исходного металла Q и, кг
К зг.р	К ир	К зг	К и
	Свободная поковка	0,15	0,88	0,17	0,96	1651,1	1720,0
	Кольцо раскатное	0,70	0,82	0,76	0,89	369,3	414,9
	Штампо-сварная из спец. профиля	0,78	0,86	0,85	0,93	330,2	355,0

 

4. Определяем значение коэффициента μ для анализируемых заготовок: поковка

μ₁ = α·β·γ = 0,85·0,90·0,95 = 0,81, раскатка μ₂ =0,81, штампо-сварная μ₃ = 0,81.

5. Определяем значения коэффициентов К _зг и К _и: поковка К _зг = К _зг.р ·x·y·z·μ₁ = 0.15·1,25·1,1·0,97·0,81 = 0,17, К _и = 0,96, кольцо раскатное К _зг = 0,70·1,25·1,1·0,97·0,81 = 0,76, К _и = 0,89, штампо-сварная заготовка К _зг = 0,78·1,08·1,05·0,97·0,81 = 0,85, К _и = 0,93.

 

Проводим анализ на приведенную себестоимость.

1. Согласно таблицам 5.14-5.24 определяем основные значения табличных параметров для расчетов, занося их в таблицу 5.13.

Вывод: технико-экономический анализ принятых видов заготовок показывает, что, несмотря на больший расход металла для раскатной заготовки, по приведенной себестоимости она является наиболее рациональной.

Примечание:

1). Выбранные заготовки для анализа должны, прежде всего, удовлетворять прочностным и стойкостным требованиям конструкции детали по чертежу и ТУ.

2). Надо помнить, что не все металлы обладают литейными свойствами и подвергаются пластическим деформациям (литейные и деформируемые сплавы).

Таблица 5.13

Анализ на приведенную себестоимость

№ п/п	Анализ-ируемые исходные заготовки	Табличные и расчетные параметры	Приведенная себестоимость С пр, руб/шт
Q зг, кг	С зг, руб/кг	Q зг -Q, кг	С от, руб/кг	С уд, руб/ч	Т^* уд ·К1·К2· К3, ч/кг	(Q зг -Q)· Т^* уд ·С уд, руб/шт
	Поковка	1165,1	0,34	884,4	0,05	2,10	0,02·0,9· 1,2·4	44,22	396,1
	Раскатная заготовка	369,3	0,35	88,6	0,05	2,10	0,022	4,43	128,3
	Штампо-сварная заготовка	330,2	1,15	49,5	0,05	2,10	0,022	2,48	379,7

 

2. Методы и способы изготовления заготовки оказывают влияние не только на расход металла и ее стоимость, но и на качество металла (структуру, положение волокон и т.п.).

3. Размеры заготовки определяют размеры оборудования, поэтому необходимо учитывать, выпускает ли наша промышленность оборудование таких размеров (молоты, прессы, литейные машины и т.д.).

4. Факторы, которые необходимо учитывать при назначении заготовок для анализа, детально изложены в п. 5.2 настоящей работы.

Таблица 5.14

Рекомендуемые заготовки и полуфабрикаты в зависимости от масштаба производства

 

Тип производства
Единичное	Серийное	Массовое
Свободные поковки   Прокат сортовой, горячекатаный обычной точности   Прокат стандартных профилей   Литье в песчаные формы по деревянным моделям   Газовая и электровырезка   Резка на ножницах   Трубы стандартных профилей, горячекатаные   Сварные конструкции заготовок из листа, труб, проката и др.	Прокат сортовой   Прокат стандартных профилей   Поковка повышенного качества (раскатка)   Штамповка объемная   Штамповка листовая   Литье в песчаные формы по металлическим моделям   Литье в постоянные формы и корки   Прокат калибровый и прессованный   Трубы повышенной точности   Газовая и электровырезка по копирам   Штампо-сварные конструкции   Сварно-литые конструкции заготовок	Прокат сортовой повышенного качества   Прокат стандартных профилей повышенного качества   Прокат специальных профилей   Прокат калибровый и прессованный   Периодический прокат Трубы стандартные и повышенной точности   Трубы специальные   Штамповка объемная повышенной точности и с чеканкой   Заготовки, полученные давильными процессами   Штамповка листовая и заготовки, полученные обкаткой и раскаткой   Литье точное (кокильное, по выплавляемым моделям, под давлением и т.д.)   Штампо-варныеконструкции повышенной точности   Сварно-литые конструкции повышенной точности

Таблица 5.15

Оптовые цены отливок (прейскурант № 25-01)

Вес отливки, кг	Углеродистая сталь 15Л, 20Л, 25Л, 30Л, 35Л, 40Л, 45Л, 50Л, 55Л	Конструкционная сталь легированная (ГОСТ 7832-65)
простые	несложные	средней сложности	сложные	особо сложные	простые	несложные	средней сложности	сложные	особо сложные
От 0,2	0,31	0,37	0,44	0,51	0,60	0,55	0,65	0,77	0,91	1,07
0,2-0,5	0,30	0,36	0,43	0,50	0,59	0,52	0,62	0,74	0,88	1,04
0,5-1,0	0,28	0,34		0,47	0,55	0,49	0,58	0,70	0,84	0,99
1,0-3,0	0,26	0,31	0,37	0,41	0,52	0,44	0,53	0,64	0,77	0,91
3,0-10,0	0,23	0,29	0,34	0,41	0,48	0,39	0,47	0,56	0,66	0,77
10,0-20,0	0,21	0,26	0,32	0,38	0,46	0,37	0,44	0,52	0,62	0,73
20,0-50,0	0,19	0,24	0,30	0,36	0,43	0,35	0,40	0,48	0,58	0,69
50,0-200,0	0,18	0,22	0,27	0,33	0,40	0,32	0,38	0,45	0,53	0,64
200,0-500,0	0,17	0,21	0,26	0,32	0,39	0,31	0,36	0,42	0,50	0,61
500,0-1000,0	0,16	0,20	0,25	0,31	0,37	0,30	0,35	0,41	0,49	0,58
Вес отливки, кг	Алюминиевые литейные сплавы Ал-2, Ал-4, Ал-7, Ал-9 и др.	Латуни мадно-цинковые (ГОСТ 1019-47)
простые	несложные	средней сложности	сложные	особо сложные	простые	несложные	средней сложности	сложные	особо сложные
От 0,2	1,26	1,38	1,51	1,65	1,81	1,13	1,16	1,19	1,23	1,28
0,2-0,5	1,23	1,34	1,47	1,61	1,77	1,12	1,15	1,18	1,22	1,27
0,5-1,0	1,19	1,30	1,43	1,57	1,73	1,11	1,14	1,17	1,21	1,25
1,0-3,0	1,14	1,26	1,39	1,53	1,69	1,10	1,12	1,16	1,20	1,24
3,0-10,0	1,09	1,21	1,34	1,48	1,64	1,09	1,11	1,15	1,19	1,23
10,0-20,0	1,06	1,18	1,31	1,45	1,61	1,08	1,10	1,14	1,18	1,22
20,0-50,0	1,04	1,15	1,28	1,42	1,57	1,07	1,09	1,13	1,17	1,21
50,0-200,0	0,995	1,11	1,24	1,38	1,52	1,06	1,08	1,12	1,16	1,20
200,0-500,0	0,970	1,08	1,20	1,34	1,49	1,05	1,07	1,11	1,15	1,19

 

 

Таблица 5.16

Оптовые цены поковок

Вес отливки, кг	Углеродистая качественная сталь (ГОСТ 1050-60)	Углеродистая легированная сталь (ГОСТ 4543-61)
простые	несложные	сложные	особо сложные	специ-альные	простые	несложные	сложные	особо сложные	специ-альные
До 2,0	0,395	0,45	0,50	0,585	1,85	0,455	0,505	0,565	0,655	1,95
2,0-10,0	0,350	0,395	0,45	0,51	1,75	0,41	0,45	0,50	0,56	1,85
10,0-25,0	0,32	0,36	0,40	0,45	1,65	0,36	0,395	0,44	0,48	1,75
25,0-70,0	0,29	0,33	0,37	0,41	1,55	0,33	0,37	0,41	0,45	1,65
70,0-180,0	0,27	0,30	0,34	0,38	1,45	0,31	0,34	0,38	0,41	1,55
180,0-320,0	0,26	0,28	0,31	0,35	1,35	0,30	0,33	0,36	0,38	1,45
320,0-700,0	0,25	0,27	0,29	0,32	1,25	0,29	0,31	0,34	0,36	1,35
700,0-1000,0	0,24	0,25	0,27	0,295	1,15	0,28	0,30	0,33	0,35	1,25
1000,0-3000,0	0,23	0,24	0,26	0,285	1,00	0,27	0,29	0,32	0,34	1,15

 

Таблица 5.17

Оптовые цены штамповок

Вес отливки, кг	Углеродистая сталь (ГОСТ 1050-60)	Углеродистая легированная сталь (ГОСТ 4543-61)
простые	несложные	сложные	особо сложные	специ-альные	простые	несложные	сложные	особо сложные	специ-альные
До 0,25	0,59	0,64	0,71	0,78	2,05	0,715	0,775	0,83	0,90	2,15
0,25-0,63	0,47	0,52	0,58	0,64	1,95	0,57	0,63	0,69	0,75	2,05
0,63-1,60	0,36	0,41	0,47	0,53	1,85	0,47	0,52	0,57	0,63	1,95
1,60-2,50	0,31	0,35	0,40	0,46	1,75	0,40	0,45	0,50	0,56	1,85
2,50-4,0	0,26	0,295	0,35	0,40	1,65	0,35	0,39	0,44	0,47	1,75
4,0-10,0	0,23	0,27	0,31	0,35	1,55	0,32	0,25	0,39	0,43	1,65
10,0-25,0	0,21	0,24	0,28	0,32	1,45	0,30	0,33	0,36	0,40	1,55
25,0-63,0	0,20	0,23	0,26	0,29	1,35	0,29	0,31	0,34	0,37	1,45
63,0-160,0	0,195	0,22	0,24	0,28	1,25	0,28	0,30	0,33	0,36	1,35
160,0-400,0	0,19	0,21	0,235	0,27	1,15	0,275	0,295	0,32	0,35	1,25
400,0 и более	0,185	0,205	0,23	0,26	1,05	0,27	0,29	0,315	0,345	1,15

Таблица 5.18

Себестоимость станко-часа, руб./ч

Виды и методы работы	Разряд работы
I	II	III	IV	V	VI
Токарные	0,78	0,84	0,96	1,02	1,20	1,50
Фрезерные	0,78	0,84	0,96	1,02	1,20	1,50
Сверлильные	0,66	0,72	0,78	0,90	1,08	1,20
Шлифовальные	0,78	0,84	0,96	1,08	1,20	1,60

 

Таблица 5.19

Часовые тарифные ставки С_тр, руб.

Условия труда и оплаты	Группа предприятия	Разряды
I	II	III	IV	V	VI
Повремённо, холодные работы		0,275	0,311	0,355	0,407	0,473	0,550
	0,263	0,257	0,330	0,389	0,452	0,526
Сдельно, холодные и повремённо горячие работы		0,320	0,362	0,413	0,474	0,550	0,640
	0,305	0,345	0,395	0,451	0,525	0,610
Сдельно, горя-чие и тяжёлые работы		0,367	0,415	0,478	0,548	0,631	0,734
	0,350	0,396	0,451	0,516	0,602	0,700
Сдельно, особо тяжёлые работы		0,390	0,441	0,503	0,577	0,671	0,780
	0,378	0,427	0,488	0,559	0,650	0,756
Тарифные коэффициенты	-	1,00	1,13	1,29	1,48	1,72	2,00

 

Таблица 5.20

Удельная стоимость одного станко-часа на черновых

и чистовых операциях обработки

Вес детали, кГ	Методы получения размеров	Тип производства
единич-ное	мелко-серийное	серийное	крупно-серийное	массовое
до 1,0	по настройке	-	-	1,26	1,36	1,60
пробными проходами	1,20	1,26	1,47	-	-
1,0 - 25,0	по настройке	-	-	1,47	1,56	1,80
пробными проходами	1,38	1,44	1,68	-	-
Св. 25,0	по настройке	-	-	1,68	1,80	2,10
пробными проходами	1,60	1,65	1,92	-	-

 

Примечание: удельную стоимость одного станко/часа можно определить по формуле

С_уд = С_тр (1+ n _н),

 

где С_уд – удельная стоимость одного станко/часа, руб./ч.; С_тр - часовая тарифная ставка в зависимости от разряда работы (табл. 5.21); n _н – коэффициент накладных расходов в зависимости от серийности производства (отношение накладных расходов к основной зарплате).

 

Таблица 5.21

Удельный расход времени для снятия 1,0 кг стальной стружки, ч/кг

Вес детали,кг	Т уд	Вес детали, кг	Т уд	Вес детали,кг	Т уд
до 0,10	2,50	1-4	0,35	25-100	0,05
0,10-0,25	1,25	4-10	0,20	100-400	0,02
0,25-1,00	0,60	10-25	0,10	св.400	0,01

 

Примечание: для других условий Т_уд ^* = Т_уд К ₁ К ₂ К ₃.

 

Тип производства	К 1	Тип оборудования	К 2	Материал	К 3
Единичное	1,10	Автоматы, полуавтоматы, многорезцовые	0,90	Чугун	1,05
Серийное	1,00	Универсальное	1,00	Цветные сплавы	0,90
Массовое	0,90	Нестандартное	1,20	Лёгкие сплавы	2,80

 

 

Таблица 5.22

Часовые тарифные ставки

Вес детали, кг	Степень автоматизации	Тип производства	Средний размер работы	Стр
До 1,0	По настройке	серийное	2,0	0,36
крупносерийное	1,5	0,34
массовое	1,0	0,32
По пробным проходам	мелкосерийное	3,0	0,42
единичное	4,0	0,48
1,0 - 25,0	По настройке	серийное	3,0	0,42
крупносерийное	2,5	0,39
массовое	2,0	0,36
По пробным проходам	мелкосерийное	4,0	0,48
единичное	5,0	0,55
	По настройке	серийное	4,0	0,48
крупносерийное	3,5	0,45
массовое	3,0	0,42
По пробным проходам	мелкосерийное	5,0	0,55
единичное	6,0	0,64

 

Примечание: коэффициент накладных расходов n _н в единичном производстве 1,5; в мелкосерийном 2,0; серийном 2,5; крупносерийном 3,0; массовом 4,0.

 

Таблица 5.23

 

Оптовые цены на материалы и заготовки С_м (руб./кг) для сортового проката (прейскуранты 01-01, 01-02, 01-03)

Наименование материала и вид заготовки	Оптовые цены (1988г.)
Сталь углеродистая: круг Ø 9-250 квадрат □ 9-250 полоса 4-60 х 12-200 лист до t0 = 3,9 мм	0,110 - 0,076 0,110 - 0,076 0,110 - 0,078 0,134 - 0,082
Сталь низколегированная: круг и квадрат 9-250 полоса 4-60 х 12-200 лист до t0 =3?9 мм	0,135 - 0,106 0,136 - 0,109 0,170 - 0,111
Сталь качественная: углеродистая качественная легированная качественная легированная высококачественная углеродистая инструментальная легированная инструментальная нержавеющая и жаропрочная быстрорежущая	0,166 - 0,095 0,395 - 0,111 0,718 - 0,126 0,166 - 0,110 1,580 - 0,141 3,520 - 0,186 5,730 - 1,720
Лист: углеродистый легированный инструментальный высокопрочный, широкий	1,010 - 0,146 4,960 - 0,159 3,500 - 0,336 5,240 - 2,720
Трубы: стандартные специальные	0,641 - 0,244 0,759 - 0,386

 

Таблица 5.24

Оптовые цены отходов С_от (руб./кг)

Вид отходов и материалов	Оптовые цены (1988 г.)
Стружка: стальная витая стальная мелкая стальная легированная специальная	0,0188 0,0232 0,0500 0,85 - 2,80
Алюминиевые сплавы: в кусках стружка	0,328 0,241
Бронза и латунь	0,355 - 0,767
Стружка жаропрочных сталей	0,5 - 2,67

6. Анализ базового заводского варианта технологического процесса.

 

Анализ необходим как предпосылка для разработки нового варианта технологии с точки зрения обеспечения качества детали и производительности обработки. Анализ базируется на количественных и качественных показателях и должен включать следующие основные вопросы:

1.Обоснованность общей последовательности обработки: механическая обработка, технический контроль термическая и химико-термическая обработка.

2.Метод получения заготовок.

3.Методы упрочнения детали и соответствие их ее функциональному назначению и условиям эксплуатации машин.

4.Станочное оборудование и рациональность его использования.

5.Концентрация и дифференциация обработки как средство повышения производительности.

6.Автоматизация технологического процесса.

7.Базирование заготовок при обработке и их погрешности.

8.Брак при обработке и причины его возникновения.

9.Оснащение технологического процесса (приспособления, инструмент, средства контроля) и др.

В результате анализа технологического процесса должны быть сформулированы конкретные задачи по устранению имеющихся недостатков при разработке нового варианта.

Рассмотрим более подробно каждый из приведенных выше пунктов.

1. Последовательность обработки детали устанавливается на основании изучения технологического процесса, а также на участке цеха. Следует помнить, что снижение затрат или повышение производительности обработки деталей на отдельно взятых операциях не всегда приводит к увеличению затрат на других операциях.

2. Оценку метода получения заготовки необходимо проводить на основании технико-экономического анализа выбора рациональной заготовки.

3. При рассмотрении методов упрочнения необходимо учитывать, что это приводит к усложнению технологии, потребует дополнительных затрат и в конечном итоге – увеличение себестоимости изделий. Однако их применение может способствовать итоговому экономическому эффекту за счет уменьшения экономических показателей машин при эксплуатации, повышения ее надежности.

4. При анализе сведений о станочном оборудовании прежде всего необходимо оценить технологические возможности станков по обработке деталей заданной формы и размеров и обеспечению требуемой точности и шероховатости поверхностей. Эти сведения берутся из технических характеристик станков и затем сопоставляются с соответствующими параметрами объекта производства. Если на рассматриваемых операциях используются станки больших размеров относительно габаритов обрабатываемых на них деталей; их следует заменить на меньшие того же типа. Аналогичные выводы должны быть сделаны при сопоставлении требуемой точности и шероховатости обрабатываемых поверхностей с технологическими возможностями используемых станков

Оценивается возраст, стоимость и сложность применяемого оборудования. При этом нужно установить, не устарел ли тот или иной станок физически или морально и продолжается ли его выпуск промышленностью. Если станок снят с производства, следует внести конкретные предложения по его замене. При физическом износе оборудования должны быть даны предложения о ремонте или его замене на новое тех же моделей.

Производительность обработки и степень загрузки оборудования оценивается по трудоемкости, количеству станков, занятых на каждой операции, коэффициенту их загрузки.

Коэффициент загрузки станка определяется делением штучного времени на такт выпуска детали с учетом количества занятых на операции станков. Следует сравнить этот коэффициент с нормативным для данного типа производства. При его существенном отличии от нормативного нужно дать предложения об изменении загрузки станка.

5. Повышение производительности труда и снижение себестоимости обработки может быть достигнуто за счет применения рациональных схем построения технологического процесса путем дифференциации и концентрации или их сочетания.

Дифференциация обработки позволяет обеспечивать высокие показатели качества деталей благодаря простоте операций, обеспечивает большую гибкость при переходе на выпуск других изделий, так как переналаживать простые станки, применяемые в этом случае, значительно легче, чем сложные агрегатные станки, полуавтоматы и автоматы с концентрированной схемой обработки.

Концентрация обработки позволяет сократить количество единиц оборудования, занимаемую ими площадь, уменьшить численность обслуживающего персонала, но требует применения более сложных станков и использования рабочих высокой квалификации. Кроме того, высокая степень концентрации инструментов в одной позиции неэкономично ввиду больших потерь времени на их регулировку и поднастройку. При увеличении количества инструментов при наладке и усложнении станка надежность его снижается. С целью увеличения периода стойкости наладки при большом количестве режущих инструментов приходится снижать скорость резания и других параметры резания.

6. Автоматизация технологических процессов осуществляется с целью повышения производительности труда и сокращения числа рабочих, снижения себестоимости и повышения качества изделий. Анализ автоматизации включает качественную и количественную оценку ее состояния.

Качественная оценка производится по видам, ступеням и категориям. Различают следующие виды автоматизации:

· единичная, когда автоматизируется одна из нескольких операций технологического процесса;

· комплексная, неполная, когда автоматизируется несколько операций;

· полная, охватывает все операции технологического процесса.

Ступени автоматизации характеризуют ее с точки зрения области применения. При этом различают следующие ступени:

1 – единичная технологическая операция;

2 – законченный технологический процесс (система операций);

3 – система технологических процессов, выполняемых на производственном участке;

4 – система технологических процессов, выполняемых в пределах цеха (в системе участков) и далее до 10 – системы технологических процессов в системе отраслей.

Категории автоматизации технологических процессов характеризуют ее по системе замены ручного труда машинным. Критерием определения категории является основной показатель уровня автоматизации

 

d = T _м/ T _мт,

где T _м,Т_мт – соответственно машинное и штучное время по всем операциям процесса.

Количественная оценка состояния автоматизации может производиться с помощью основных (например, d), вспомогательных и дополнительных показателей.

При оценке состояния автоматизации технологического процесса дается характеристика управления станком (вручную, автоматически, ЧПУ, от ЭВМ и др.), способ загрузки заготовок на станок, снятие их со станка, межоперационная транспортировка (табл. 6.1).

 

Таблица 6.1

Автоматизация технологического процесса

Модель станка

Управление станком

Вид загрузки заготовок не станок

Межоперацион- ное транспортное устройство

Т0, мин

Тшт, мин

d

Категория автоматизации

 

 

7. Для анализа схем базирования заготовок при обработке и возникающих при базировании погрешностей следует руководствоваться принципом единства и постоянства баз.

8. Для учета и анализа причин брака при обработке деталей используются данные ОТК. Особое внимание следует обратить на выявление причин брака и разработку мероприятий по его предупреждению.

9. Для оценки технологического процесса следует оценить оправданность применения приспособлений, режущего, измерительного инструментов, вспомогательной оснастки.

Пример модификации детали рассеивателя в ЖРД «Тиокол» представлен на рис. 6.1.

 

 

а) исходная конструкция

 

б) заготовка – поковка из стали. Механическая обработка всех поверхностей

в) холодная высадка из прутка стали. Механическая обработка только лицевой поверхности и нарезка резьбы (поверхность кадмируется)

Рис. 6.1. Модификация заготовки

Таблица 6.2 характеризует стоимость конструкции до и после модификации.

Таблица 6.2

Сравнительная стоимость конструкции

	Стоимость, долл
заготовки	обработки	суммарная
Исходная конструкция Новая конструкция	2,31 0,59	5,03 1,63	7,34 2,22
Экономия в расчёте на деталь Затраты на внедрение Общая экономия при производстве 5000 деталей			5,12

 

7. Содержание и последовательность разработки единичных технологических процессов механической обработки.

 

Всю работу по проектированию технологических процессов можно условно разделить на ряд последовательно решаемых задач:

1.Изучение и анализ рабочего чертежа детали.

2.Выбор вида, способа получения и формы заготовки (технико-экономическое обоснование выбора рациональной заготовки).

3.Выбор числа ступеней обработки основных поверхностей деталей.

4.Установление последовательности обработки основных поверхностей деталей.

5.Разделение технологического процесса на этапы. Формирование плана операций (маршрутной технологии).

6.Выбор оборудования.

7.Выбор исходных, установочных и измерительных баз.

8.Выбор универсальной и нормированной оснастки и разработка заказа на проектирование специальной оснастки.

9.Выбор средств механизации и автоматизации процесса.

10.Разработка технических требований на операции.

11.Разработка припусков, операционных размеров и допусков.