Лабораторный практикум № 1б.

Производительность и экономичность технологических процессов.

Обоснование метода получения заготовок.

На первом этапе выбора заготовки осуществляется предварительная оценка вариантов, которая позволяет по внешним признакам эффективности отобрать наиболее приемлемые. Показатели предварительной оценки следующие.

1. Коэффициент использования материала:

r_и.м = G_д/G_{з ,} (2.1)

где G_д и G_з – масса детали и заготовки, кг.

Чем выше значение коэффициента использования материала (r_и.м ≤1), тем при прочих равных условиях технологичнее конструкция заготовки и ниже ее себестоимость.

2. Снижение материалоемкости, кг:

∆G = (G_б-G_н) N_г; (2.2)

где N_г – годовой объем выпуска деталей, шт.

3. Себестоимость С изготовления детали. В структуре себестоимости затраты М_о на основные материалы и заработную плату

З_о основных рабочих составляют в машиностроении 80%. Поэтому сравнение вариантов можно производить по двум статьям:

C = М_о+З_о . (2.3)

4. Стоимость основных материалов:

М_о = G_з C_м r_т.з-g_о C_о 10^-3 ; (2.4)

где G_з – масса заготовки, руб/кг;

C_м – стоимость единицы массы заготовки, руб/кг;

r_т.з – коэффициент, учитывающий транспортно – заготовительные расходы (r_т.з = 1,04…1,08 для черных металлов и r_т.з = 1,0…1,02 для других материалов);

g_о – масса отходов на одну деталь, кг:

g_о = G_з-G_д ; (2.41)

С_о – стоимость отходов, руб/т (стружка чугунная – 1400 руб/т; стружка стальная соответственно витая и мелкая – 1000 и 1100 руб/т).

5. Заработная плата основных рабочих:

_m

З_о = r_в.н r_пр 1,25 ∑ t_шi C_тi (2.5)

^{i = 1}

где r_в.н – коэффициент, учитывающий средний процент выполнения норм;

r_пр – коэффициент, учитывающий премии и другие доплаты, принимается в размере 1,2 – 1,4;

1,25 – коэффициент, учитывающий дополнительную зарплату и отчисления по социальному страхованию;

t_шi – штучное время на выполнение i – ой операции;

С_тi – часовая тарифная ставка работы, выполняемой на i – ой операции , руб.

Окончательный вывод о целесообразности того или иного варианта делают после сравнения суммарных приведенных затрат, рассчитываемых по уравнению:

W_пр = С+Е_н К , (2.6)

где С – себестоимость изготовления годового выпуска деталей;

Е_н – нормативный коэффициент эффективности, равный 0,15;

К – годовые капитальные вложения, руб.

Вариант, для которого сумма затрат будет наименьшей, считается наиболее оптимальным. При отсутствии дополнительных капитальных вложений определяют экономию по себестоимости:

∆С = (С_б-С_н) N_г , (2.7)

где С_б и С_н – себестоимость изготовления деталей из различных заготовок сравниваемых вариантов.

2.3 Полый вал (рис. 2.3) из углеродистой стали изготавливают различными методами. Масса вала 12 кг. Рассчитать технико – экономические показатели и выбрать наиболее целесообразный метод получения заготовки. Данные к задаче приведены в табл. 2.2. Сравнить следующие методы получения заготовок: М₁ и М₃ с методом

М₄, М₂ с методом М₃.

Рис. 3. Эскиз полого вала, изготовляемого из различных заготовок .

Исходные данные	М 1 – прокатывание	М 2 – штамповка на прессах	М 3 – штамповка на ГКМ	М 4 – трубная заготовка
Масса заготовки, кг	30	25	20	18
Стоимость 1т заготовки, руб.	95	255	285	140
Трудоемкость механической обработки,мин	30	­­ –	15	–

2.2. Технико – экономическая характеристика методов получения заготовок (к задаче 2.3).

Таблица 3.

Расчет припусков.

Припуск – слой материала, удаляемый с поверхности заготовки для достижения заданных свойств обрабатываемой поверхности детали. Припуск на обработку поверхностей деталей может быть назначен по справочным таблицам или на основе расчетно – аналитического метода. Расчетной величиной припуска является минимальный припуск на обработку, достаточный для устранения на выполняемом переходе погрешностей обработки и дефектов поверхностного слоя, полученных на предшествующем переходе или операции и компенсации погрешностей, возникающих на выполняемом переходе.

Минимальный припуск.

при обработке наружных и внутренних поверхностей (двусторонний припуск):

]; (2.10)

при обработке поверхностей вращения в центрах:

2Z_{i min} = 2(Rz _i-1+h_{i -1}+∆_∑i-1 ); (2.11)

при последовательной обработке противолежащих поверхностей (односторонний припуск):

Z_{i min} = (Rz +h)_i-1+∆_∑i-1+ε_i ; (2.12)

при параллельной обработке противолежащих поверхностей (двусторонний припуск):

2Z_{i min} = 2[(Rz+h)_i-1+∆_∑i-1+ε_i ], (2.13)

где Rz _i-1 – высота неровностей профиля на предшествующем переходе;

h_i-1 – глубина дефектного поверхностного слоя на предшествующем переходе;

∆_∑i-1 – суммарные отклонения расположения поверхности (отклонение

от параллельности, перпендикулярности, соостности) на предшествующем переходе;

ε_i – погрешность установки заготовки на выполняемом переходе.

Отклонение ∆_Σ необходимо учитывать у заготовок; после черновой и получистовой обработки лезвийным инструментом, после термической обработки. В связи с закономерным уменьшением величины ∆_Σ при обработке поверхности за несколько переходов на стадиях чистовой и отделочной обработки ею пренебрегают.

На основе расчета промежуточных припусков определяют предельные размеры заготовки по всем технологическим переходам. Промежуточные расчетные размеры устанавливают в порядке, обратном ходу технологического процесса обработки этой поверхности, т.е. от размера готовой детали к размеру заготовки, путем последовательного прибавления (для наружных поверхностей) к исходному размеру готовой детали промежуточных припусков или путем последовательного вычитания (для внутренних поверхностей) от исходного размера готовой детали промежуточных припусков. Наименьшие (наибольшие) предельные размеры по всем технологическим переходам определяют путем округления в сторону увеличения (уменьшения) расчетных размеров. Округление производят до того знака десятичной дроби, с каким дан допуск на размер для каждого перехода. Наибольшие (наименьшие) предельные размеры определяют путем прибавления (вычитания) допуска к округленному наименьшему (наибольшему) предельному размеру.

Предельные значения припусков Z_max определяют как разность наибольших (наименьших) размеров и Z_min как разность наименьших (наибольших) предельных размеров предшествующего и выполняемого (выполняемого и предшествующего) переходов.

Общие припуски Z_{o max} и Z_{o min} определяют как сумму промежуточных припусков на обработку:

Z_{o max} = ∑_{zi max}; (2.14)

Z_{o min} = ∑_{zi min}; (2.15)

Правильность расчетов определяют по уравнениям:

Z_{i max}-Z_{i min} = T_{i -1}-T_i; (2.16)

2Z_{i max}-2Z_{i min} = T_{Di -1}-T_Di ; (2.17)

Z_{o max}-Z_{o min} = T_з-T_д; (2.18)

2Z_{o max} -2Z_{o min} = TD_з-Tд ; (2.19)

где T_i–1 , T_{Di -1} – допуски размеров на предшествующем переходе ;

T_i, T_Di – допуски размеров на выполняемом переходе;

T_з, T_Dз – допуски на заготовку;

T_Dз, T_д – допуски на деталь.

При необходимости находят номинальные размеры.

Для наружных поверхностей номинальный размер заготовки равен наибольшему размеру, т.е.:

a = a_max ; (2.20)

на чертежах указывают: