Санкт-Петербургский инженерно-экономический университет
Факультет экономики и менеджмента в промышленности
Кафедра управления качеством и машиноведения
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
по дисциплине: “Технология машиностроения”
на тему:
“Технология, машины и оборудование машиностроительного производства”
Содержание
1. Анализ детали
2. Определение технического маршрута каждой поверхности в зависимости от точности размеров и шероховатости
3. Расчёт коэффициента закрытия операций и определение типа производства: мелкосерийное, среднесерийное, крупносерийное и массосерийное (по трём операциям обработки)
4. Разработка технологий заготовок
5. Сравнение двух вариантов выполнения одной операции обработки резаньем
Список литературы
1.
Анализ детали
Деталь – крышка. Служит для осевой фиксации подшипника качения, поддерживающего червячный вал редуктора.
Состоит из посадочного цилиндра О 52е9. Параметр шероховатости которого Ra 1,6.
Для крепления крышки болтами к корпусу редуктора, её фланец О 80 имеет четыре отверстия О 8
Торец О 52е9 упирающийся в наружное кольцо подшипника и привальные торец фланца имеет параметры шероховатости так же Ra 1,6.
Эти торцы связаны размером 14 четырнадцатого квалитета, однако параллельность этих поверхностей ограничена величиной 0,05мм. Поверхности полости О 42 мм и глубиной 14 мм не обрабатывается. Размеры крышки маленькие (до 500мм). Материал крышки – серый чугун с пределом прочности на растяжение 15кг/мм.
Структура СЧ15:перлит, феррит, графит пластинчатый средней величины.
Химический состав:
· Углерод – 3,5% - 3,7%
· Кремний – 2% - 2,4%
· Марганца – 0,5% - 0,8%
· Вредные примеси: фосфора не более 0,3%; серы не более 0,15%. Механические свойства СЧ15: твёрдость НВ – 163 – 229
предел прочности сж = 65кг мм
Годовая программа выпуска крышки – 20'000
Так как материал детали чугун, то получают заготовку только литьём. Так как литьём нельзя получить точность размеров и шероховатость поверхности крышки (за исключением полости О 42 и глубиной 14мм), то эти поверхности будут подвергнуты обработке.
2.
Определение технического маршрута каждой поверхности в зависимости от точности размеров и шероховатости
1.Цилиндр О 52e9 Ra 1,6 – точение однократное
-шлифование однократное
2.Торцы шероховатостью Ra 1,6 и с допуском не параллельности не больше 0,05 точение однократное, шлифование однократное.
3.Остальные обрабатываемые поверхности связаны между собой размерами четырнадцатого квалитета и имеют шероховатость Ra 6,3 – однократная лезвийная обработка.
3.
Расчёт коэффициента закрытия операций и определение типа производства
: мелкосерийное, среднесерийное, крупносерийное и массосерийное (по трём операциям обработки)
1. Сверление четырёх отверстий.
Основное время: 0,00052 * 8*10*4=0,1664
2.Шлифование О 52e9
Основное время: 0,00010d*1=0,00010*52*14=0,0073
3.Первая токарная операция:
а)подрезать торец О 80
0,000037(Д – d) = 0,000037(80 – 0) = 0,02368
б)обтачивание цилиндра О 80
0,00005*80*7 = 0,028
Штучно-калькулятивное время операции
| МС | КС |
1.Сверление 1,72*0,1664 = 0,2862 |
1,3*0,1664 = 0,2163 |
2.Шлифование 2,10*0,073 = 0,1533 |
1,55*0,073 = 0,1131 |
3.Токарная операция 2,14(0,2368+0,028 = 0,5667 |
1,36(0,2368+0,028 = 0,3601 |
Время штучно-калькулятивное среднее:
0,2862+0,1638+0,6775/3 =0,3186
0,2163+0,1209+0,4306 /3= 0,2298
Nшт. в год = 20’000
Такт выпуска: Фд*60/ N = 4015ч.*60 /20’000 = 12
Коэффициент закрепления
Кзомс= Т/ Тш.к.ср =20,1/0,3189 = 63,03
Кзомс= Т/ Тш.к.ср =20,1/0,2298 = 87,47
Т.О., Кзо > 20 производство мелкосерийное
Размер партии запуска:
n = N*a/ F
где N – годовой объём выпуска деталей, шт.
а - периодичность запуска деталей в производство, дн.
F – количество рабочих дней в году (240 дн.).
n = 20’000*20/240 = 1667 (шт.)
4.
Разработка технологий заготовок
Так как материал крышки – чугун, то заготовка может быть получена литьём. Литьё под давлением применяется чаще всего для цветных сплавов особо сложных тонкостенных отливок, оно дорого, поэтому вряд ли подойдёт для крышки(применяется в крупном производстве).
Литьё по выплавляемым моделям или в оболочковой форме отпадают из-за дороговизны и мелкосерийности нашей крышки, остаётся литьё в объёмной песчаной форме и в кокиль.
Окончательный вариант будет выбран по результатам компьютерного, экономического сранения.
Разъём кокиля выбираем так, чтобы вся отливка находилась в одной половине, тем самым, избегая погрешности заготовки от взаимного смещения полуформ.
Разъём по правому торцу фланца на чертеже детали.
Мелкие отверстия О 8 дешевле будет получить сверлением, поэтому в отливке они выполнены не будут, там будет напуск.
Класс размерной точности отливки – 7
Степень коробления элементов отливок – 5
Степень точности поверхностей отливок – 8
Ряд припусков на обработку отливок – 4
Класс точности массы отливки – 10
Минимальный литейный припуск на сторону, мм, не более 0,4
5.
Сравнение двух
Операция 055 сверлильная
1вариант: сверление 4-х отверстий О 8 на одношпиндельном вертиально-сверлильном станке по одному.
2вариант: сверление на многошпиндельном вертикально-сверлильном станке 4 отверстия одновременно.
Материал детали СЧ15 – серый чугун, характеристика приведена выше НВ163-229.
Определение режимов резанья.
Подача S = 0,2 мм/об.
Скорость резанья V = 28мм/мин
Поправочные коэффициенты на скорость резанья = 1,0
Lв рез = Lпереб = 5мм
То = Lвр + Lобр = Lпер/ nS
Основное время
Lобр. – длина обрабатываемой поверхности
Lвр. – длина врезания инструмента
Lпер. - длины перебега инструмента
n = 1000V/ πД
n = 1000*28/3.14*8 = 1115 = 1115 – по станку берём 1000
To= S + 10 + 5/1000*0.2 = 0.1
Состав действия рабочего.
Первый вариант.
Снимает предыдущую и устанавливает новую деталь в кондуктор, затем кондуктор подводится под сверло первым отверстием(это вспомогательное время входит в рабочий переход).
Рабочий подводит сверло и включает подачу. Начинается основное время – снятие стружки. После выхода сверла рабочий выключает подачу и выводит сверло. Затем кондуктор подводится другим отверстием под сверло и всё повторяется. Подвод и отвод сверла – вспомогательное время, входящее в норму вспомогательного времени на переход.
Время на операцию (операционное)
Топ = ∑То + ∑Тв
Тв на проход 0,07мин
Тв на перемещение детали с кондуктором под сверло 0,015мин.
Время на обслуживание рабочего места – Аобс = 3,5% от Топ
Подготовительно-заключительное время на партию (Тпз)
А)на накладку станка, инструмента и приспособлений = 12мин.
Б)на дополнительные приёмы = 0мин.
В)на получение инструмента и приспособлений до начала и сдачу их после окончания обработки = 5мин.
Процент операционного времени на отдых и личные надобности
Аолн = 4% от Топ
0,10 минут – вспомогательное время на установку и снятие детали
Топ = 0,10 + 0,015*4 + 0,07*4 + 0,04*4 = 0,60
Тшт = Топ (1 + Аобс + Аолн/100)
Тшт = 0,60(1 + 3,5 + 4/100 = 0.64) = 0,64
Тшт = 12 + 0 + 5/1000= 0,64+17/1000 = 0,7
Второй вариант.
S = 0,2 мм/обор.
V = 28*0,7 = 19,6мм/мин
Поправочный коэффициент = 1,0
n = 1000*19,6/3,14*8 = 780, берем 750
То = 5 + 10 + 5/750*0,2 = 0,13 мин
Тв на проход = 0,08мин
Аобс = 4
Тпз = 19
А = 15
Б = 0
В = 7
Аолн = 4
Топ = 0,12 + 0,13 + 0,08 = 0,33
Тшт = 0,33 (1+ 8/100 ) = 0,36
Тшк = 0,36 + 19/1000 = 0,38
V = πDn/100 = 3,14*8*750/1000 = 18,84
а) Расчёт потребности оборудования Qp по вариантам техпроцесса.
Первый вариант(одношпинд.) Второй вариант(многошпинд.)
Qp = n/ Qr*Kв*Фд*Кр
Фд = 4015ч./год
Кв. – коэффициент, учитывающий выполнение норм (1,1)
Кр. – коэффициент, учитывающий затраты времени на ремонт оборудования
Кр. – коэффициент, учитывающий затраты времени на ремонт оборудования
qr – годовая производительность, шт/ч
qr = 60/Тшт = 60/0,9 = 66,6 qr =60/0,38 = 157,9
Кр = 1 – 0,1ГР; ГР – группа ремонтной сложности оборудования
ГРп = ГРм + 0,25Грэ
Грп = 5,5 + 0,25*5,5 = 6,9 Грп = 15 + 0,25*17,5 = 19,37
Кр = 1 – 0,01*6,9 = 0,9 Кр = 1 – 0,01*19,37 = 0,8
Qp = 20000/66,6*1,1*4015*0,9 = 0.075
Qp = 2000/ 66,6*1,1*4015*0,8 = 0,085
Кз – коэффициент загрузки
Кз = Qp / Qn
Qп – целое значение числа станков
Кз = 0,075/1 = 0,075 Кз = 0,085/1 = 0,085
б) Расчёт себестоимости вариантов технологических операций.
Цеховая себестоимость изготовления 1 детали на 1 операцию
Сцч – цеховая себестоимость часа работы станка коп/час
Сц1 = Сцч*Тшк /6000 = руб/дет
Сц1 = 478*0,9/6000 = 0,07= 0,07 Сц1 = 548*0,38/6000 = 0,034
Сц = Сц1*N
Сц = 0,07*20’000 = 1400 Cц = 0,34*20’000 = 680
в) Расчёт капитальных вложений по вариантам в технологическое оборудование
Кот = Σ (1-к)Цот*Q
К-число операций
Цот – балансовая стоимость оборудования, руб.
Мо – коэффициент занятости технологического оборудования
Мо = То/Тро
Траб – годовой объём работ по данной детали
Траб = Тшк*N/60
Траб = 0,9*20’000/60 = 300
Траб = 038*2000/60 = 127
Тро – общее время работы оборудования за год
Тро = Фд*Кр, ч
Тро = 4015*0,9 = 3613,5 Тро = 4015*0,8 = 3212
Мо = 180/3613,5 = 0,05 76
Мо = 76/3212 = 0,02
Кот = 721*0,05 = 36,05 Кот = 2714*0,02 = 54,28
Капитальные вложения в здания
Кзд = S*Ks*Qn*Ms*h*Ц, руб
S – площадь оборудования в плане, м?
S = 0,51 S = 2,61
Ks = коэф, дополнительной площади
Ks = 1 +10/ S
Ks = 1 + 10 /0,513 = 20,48
Ks = 1 + 10 /2,6 = 4,8
h – высота здания в метрах (=5м)
Ц – цена 1м? здания (=10руб/м)
Кзд = 0,513*20,48*0,05*5*10 = 26,26 Кзд = 2,6*4,8*0,02*5*10 = 12,48
Суммарная величина капиталовложений
К = Кот + Кзд
К = 36,058 + 26,26 = 62,31 К = 54,25 + 12,48 = 66,73
Расчёт приведённых затрат
Сп = Сц + Σ*К, руб
Σ – норма доп. капиталовложений (Σ = 0,15)
Сп = 840 + 0,15*62,31 = 849,3 Сп = 408 + 0,15*66,73 = 418
Экономия по приведенным затратам
Сп = Сп1 – Сп2, Сп = 849,3 – 418 = 431,3
Список литературы
1. Расчёты экономической эффективности новой техники:Справочник.2-е изд.перераб. и доп./Под общ. Ред. К.М. Великанова/-Л.:Машиностроение, Ленингр. отделение, 1990.448 с.
2. Мосталыгин Г. П.,Толмичевский Н.Н. Технология машиностроения:Учеб. для ВУЗов по инж.-экон. спец. –М.: Машиностроение, 1990.-233 с.