МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Тольяттинский государственный университет
Кафедра «Технология машиностроения»
Курсовая работа
по предмету: Производство заготовок
на тему:
«Разработка и технико-экономический анализ получения заготовок для детали зубчатое колесо»
Группа: М-402
Студент: Суранова И.А.
Преподаватель: Боровков В.М.
Тольятти 2001г
Содержание
Аннотация
Введение
1. Анализ исходных данных
2. Получение заготовки литьём по выплавляемым моделям
3. Получение заготовки штамповкой на КГШП
4. Технико-экономический анализ
Заключение
Список литературы
Аннотация
В курсовой работе представлено два метода получения заготовки для изготовления детали зубчатое колесо и их сравнение с экономической точки зрения. Это получение заготовки методом литья по выплавляемым моделям и получение заготовки штамповкой на кривошипных горячештамповочных прессах.
Введение
На выбор метода получения заготовки оказывает влияние: материал детали, ее назначение и технические требования на изготовление; объём и серийность выпуска; форма поверхностей и размеры детали.
Оптимальный метод получения заготовки определяет на основании всестороннего анализа названных факторов и технико-экономического расчёта технологической себестоимости детали. Метод получения заготовки обеспечивающий технологичность изготавливаемой из неё детали, при минимальной себестоимости последней считается оптимальным.
1. Анализ исходных данных
Исходя, из служебного назначения детали и годовой программы выпуска требуется выбрать метод изготовления заготовки на данную деталь с учётом экономического обоснования выбранного метода изготовления. Метод изготовления заготовки должен обеспечить минимальные суммарные затраты при её изготовлении и последующей обработки.
Исходные данные:
Деталь: вал-шестерня
Материал: Сталь 12Х2Н4А ГОСТ 4543-71
Годовая программа выпуска: NГ
= 5000 штук.
Рассмотрим два метода получения заготовки для данной детали
- литьё в песчаные формы;
- штамповка на кривошипных горячештамповочных прессах.
2. Получение заготовки литьём в песчаные формы
1) Исходя из требований ГОСТ 26645 – 85 назначаем припуски и допуски на размеры детали и сводим эти данные в таблицу 1.
В зависимости от выбранного метода принимаем:
- класс точности размеров и масс – 9
- ряд припусков – 3.
Припуски на размеры даны на сторону. Класс точности размеров масс и ряд припусков выбираем по таблице 2.3 [1], допуски по таблице 2.1 [1] и припуски по таблице 2.2 [1].
Таблица №1
| Размеры | Допуск | Припуск | Расчёт заготовки | Окончательные размер |
| Æ80 | +2,2 | 3,2 | Æ80+ (2×3,2)±
2,2 |
Æ86,4±
2,2 |
| Æ70 | +2,2 | 3,2 | Æ70+(2×3,2)±
2,2 |
Æ76,4±
2,2 |
| Æ70 | +2,2 | 3,2 | Æ70+(2×3,2)±
2,2 |
Æ76,4±
2,2 |
| 310 | +2,2 | 3,2 | 310+(2×3,2)±
2,2 |
316,4±
2,2 |
| 50 | +2,2 | 3,2 | 50+(2×3,2)±
2,2 |
56,4±
2,2 |
2) Литейные уклоны назначаем из технических требований и соблюдения единообразия для упрощения изготовления литейной модели и согласно ГОСТ 26645 – 85 и ГОСТ 8909 – 88 принимаем литейные уклоны не более 3°.
3) Литейные радиусы закруглений наружных углов принимаем равными R=5 мм согласно таблице 2.4 [1].
4) Определяем коэффициент использования материала КМ
, по формуле:
(1)
где: g – масса детали, кг;
G – масса заготовки, кг
Рассчитаем массу заготовки:
(2)
где: г – плотность материла;
VЗ
– объём заготовки.
Для стали 12Х2Н4А: г =7850 г/см3
.
Объём заготовки определяем как алгебраическую сумму объёмов простейших тел составляющих заготовку:
Тогда:
Рассчитаем массу детали:
(2)
где: г – плотность материла;
Vд
– объём детали.
Тогда:
Определим коэффициент использования материала:
Вывод: Данный метод литья удовлетворяет задаче получения отливки с контуром приближающемся к контуру детали; т.е. с коэффициентом использования Км
близким к 1.
3. Получение заготовки штамповкой на кривошипных горячештамповочных прессах
1) По таблице 3.1.3 [1] выбираем:
а) Оборудование – молоты;
б) Штамповочные уклоны: внешние – 7°, внутренние– 10°;
в) Радиусы закруглений r=2 мм, R=5мм.
2) По таблице 3.4 [1] назначаем припуски на обработку на сторону и сводим их в таблицу 3.
Таблица №1
| Размеры | Припуск | Допуск | Расчёт заготовки | Окончательные размер |
| Æ70 | +2,3 | +2,0 -1,2 |
Æ70-(2×2,3) | Ш |
| Æ70 | +2,3 | +2,0 -1,2 |
Æ70+(2×2,3) | Ш |
| Æ80 | +2,3 | +2,0 -1,2 |
Æ80+(2×2,3) | Ш |
| 50 | +2,3 | +1,8 -1,5 |
50+(2×2,3) | Ш |
| 310 | +2,7 | +2,0 -1,8 |
310+(2×2,7) | Ш |
3) Рассчитаем площадь поковки в плане [2]:
.
4) Определим толщину мостика для облоя [2]:
(3)
Коэффициент С0
принимаем равным 0,015.
5) По таблице 3.2.2 выбираем остальные размеры облойной канавки [1]:
а) Усилие пресса – 6.3 МН;
б) h0
=2,38 мм;
в) l=5,5 мм;
г) h=6 мм;
д) R1
=15 мм.
6) Рассчитаем объём заготовки [2]:
(4)
где:
а) Объём поковки:
б) Объём угара: (нагрев в электропечах).
в) Объём облоя: , где:
- коэффициент, учитывающий изменение фактической площади сечения получаемого облоя по сравнению с площадью сечения мостика;
- площадь поперечного сечения мостика;
;
.
г) Объём заготовки:
.
7) Рассчитаем массу заготовки:
где: г – плотность материла;
г =7850 г/мм3
, тогда:
qqqqqqq
8) Определим коэффициент использования материала:
9) Рассчитаем усилие штамповки:
(5)
где:
а) - диаметр исходной заготовки ( принимаем m=2), тогда:
;
б) - площадь проекции поковки на плоскость разъёма штампа;
в) - предел прочности штампуемого материала, тогда:
Расчётное значение усилия штамповки совпадает с выбранным в пункте 5, значит расчёты верны по таблице 3.5 выбираем примерную производительность КГШП 160 шт/ч
4. Технико-экономический анализ
Для окончательного выбора метода получения заготовки, следует провести сравнительный анализ по технологической себестоимости.
Расчёт технологической себестоимости заготовки получаемую по первому или второму методу проведём по следующей формуле [3]:
(6)
Где: g – масса детали;
– коэффициент использования материала для i-того метода получения заготовки;
– стоимость одного килограмма заготовок, руб
/кг
;
– стоимость механической обработки, руб
/кг
;
– стоимость одного килограмма отходов, руб
/кг
.
Стоимость заготовки, полученной такими методами, как литьё в песчаные формы и штамповкой на кривошипных горячештамповочных прессах, с достаточной для стадии проектирования точностью можно определить по формуле [3]:
руб
/кг
(7)
где Сот
– базовая стоимость одного килограмма заготовки;
hТ
– коэффициент, учитывающий точность заготовки;
hС
– коэффициент, учитывающий сложность заготовки;
hВ
– коэффициент, учитывающий массу заготовки;
hМ
– коэффициент, учитывающий материал заготовки;
hП
– коэффициент, учитывающий группу серийности.
Для заготовки получаемой по методу литья значения коэффициентов в формуле (7) следующие [3]:
hТ
= 1,03 (2-й класс точности);
hС
=0,7 (1-я группа сложности получения заготовки);
hВ
= 0,87 (так как данная масса находится в пределах от 10…20 кг);
hМ
= 2,4 (для материала 12Х2Н4А);
hП
= 1,0 (3-я группа серийности).
Базовая стоимость одного килограмма отливок составляет Сот
=2,9 руб.
Для заготовки получаемой методом штамповкой на кривошипных горячештамповочных прессах значения коэффициентов в формуле (7) следующие [3]:
hТ
= 1,03 (2-й класс точности);
hС
= 0,7 (1-я группа сложности получения заготовки);
hВ
= 0,8 (так как данная масса находится в пределах от 10…25 кг);
hМ
= 2,4 (для материала 12Х2Н4А);
hП
= 0,8 (объём производства заготовок больше значений базового варианта). Базовая стоимость одного килограмма заготовки, получаемой методом штамповкой на кривошипных горячештамповочных прессах составляет Сот
=0,304 руб.
Определим, стоимость заготовок получаемых, по первому и второму методу подставляя, выбранные данные в формулу (7) получим:
руб
/кг
;qqqqq
руб
/кг
.
Определяем стоимость механической обработки по формуле [3]:
руб
/кг
; (8)
где:
СС
=0,495 – текущие затраты на один килограмм стружки, (по машиностроению в целом) [3];
СК
=1,085 – капитальные затраты на один килограмм стружки, (по машиностроению в целом) [3];
ЕН
= 0,15 – нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений выбираем в пределах [3].
Подставим выбранные значения в формулу (8) получим:
руб
/кг
;
Стоимость одного килограмма отходов принимаем равной Сотх
= 0,0298 руб
/кг
Определим общую стоимость по первому и второму методу получения заготовки с учётом найденных значений:
Штамповка на КГШП позволяет получить экономию в размере:
руб; (9)
где N – годовая программа выпуска деталей, шт;
руб.
Вывод:
В качестве метода получения заготовки принимаем штамповку на КГШП с годовой экономией в 222200 рублей.
Заключение
После разработки и проведения технико–экономических расчётов получения заготовок и сравнения их себестоимости приходим к выводу, что получение детали из заготовки, полученной методом литья по выплавляемым моделям менее выгодно, чем из заготовки, полученной методом штамповки на кривошипных горячештамповочных прессах.
Список литературы
1. Разработка чертежа отливки: Методические указания к лабораторной работе №1/ составил Боровков В. М. – Тольятти: ТПИ, 1996 г.
2. Разработка чертежа заготовки и технологического процесса её получения штамповкой на кривошипно-горячештамповочных прессах: Методические указания к лабораторной работе №2/ составил Боровков В. М. – Тольятти: ТПИ, 1990 г.
3. Экономическое обоснование выбора заготовок при проектирование технологических процессов: Методические указания к лабораторной работе №3/ составил Боровков В. М. – Тольятти: ТПИ, 1986 г.