3. Определение вида технологического процесса

Масса данной детали составляет 7,3 кг, что менее 8 кг, а число обрабатываемых деталей в год равно 150 штукам, то тип производства при изготовлении детали получается единичным.

В данном курсовом проекте разрабатывается единичный технологический процесс, на базе типового технологического процесса.

Единичный – это технологический процесс изготовления деталей одного наименования, типоразмера и исполнения независимо от типа производства.

Типовой – технологический процесс разрабатываемый для группы деталей с общими конструктивными и технологическими признаками.

3. Определение вида и рационального метода получения заготовки

Так как материал детали – серый чугун, вид заготовки однозначен – отливка. Возможным методом получения отливок из серого чугуна являются литье в песчаные оболочковые формы и кокиле. По классификатору отливок, учитывая конфигурации детали «Стакан», устанавливается 1-ая группа сложности отливок.

Проведем расчет технологической себестоимости изготовления заданного объема выпуска детали в ценах материала детали при различных методах получения отливок.

Выбор наиболее приемлемого метода получения заготовки путем сопоставления расходов на весь объем выпуска изделий методом прямого калькулирования отличается большой трудоемкостью.

Расходы на весь объем выпуска детали можно представить как сумму условно-постоянных и условно-переменных затрат.

Условно-постоянные затраты сводятся к приобретению (изготовлению) специального оборудования, технологической оснастки. Они мало зависят от объема выпуска детали.

Условно-переменные затраты практически про­порциональны количеству изготовляемых изделий. К ним относятся стоимость материала детали, заработная плата производственных рабочих, амортизационные отчисления и др.:

C(n)=C_уп +C_изд n, (1)

где С(n) - расходы на изготовление n деталей;

С _уп - условно-постоянные затраты;

С _изд - стоимость изготовления одной детали. Стоимость изготовления одной детали можно представить как сумму стоимостей материала С , изготовления заготовки С и ее механической обработки С"^т

C_изд. = С_мат. + С_{мех.обр.} + С_заг.,

Стоимость материала можно определить по формуле

С_мат. = m_з ·Ц_м = ·Ц_м,

где С _мат - стоимость материала,

Ц _м - цена единицы массы материала,

масса заготовки,

m_д - масса детали (по данным рабочего чертежа);

- коэффициент использования материала. (5)

Применительно к номенклатуре широко применяемых в машиностроении деталей отливки для их изготовления подразделяются на пять групп сложности, классификация которых по этому признаку приведена в [5, 127—134]. Поковки, получаемые ковкой и штамповкой, распределены на четыре группы сложности С1—С4. Принадлежность заготовки к соответствующей группе сложности устанавливается по величине отношения (б):

где I - номер группы сложности;

V_заг и m_заг - соответственно объем и масса заготовки;

'

V_ф и m_ф - объем и масса простой фигуры, в которую вписывается деталь;

- плотность материала детали (см, приложение 2).

Простой фигурой является цилиндр или параллелипипед. Для первой группы сложности 0,63 < С1 <= 1; для второй – 0,32 < С2 <= 0,63; для третьей – 0,16 <СЗ <= 0,32; для четвертой – С4 < = 0,16.

Стоимость механической обработки детали можно определить, как сумму затрат на окончательную обработку каждой из поверхностей детали и затрат на механическую обработку, связанную с удалением слоя металла, обусловленного применением различных заготовок (например, припуска литых, штампованных заготовок).

Стоимость окончательных методов обработки поверхностей практически не зависит от вида и метода получения исходной заготовки, по этой причине при сравнительном анализе различных технологических процессов ею можно пренебречь.

Затраты на механическую обработку С_мо можно оценить по зависимости

где С_стр - расходы на механическую обработку, отнесенные к единице массы стружки.

С_стр зависит в основном от механических свойств обрабатываемого материала.

Условно-постоянные затраты вызываются изготовлением специальной технологической оснастки, необходимой в производстве исходных заготовок (модельной оснастки при изготовлении песчаных форм, кокилей при литье в метал­лические кокили, штампов и т.д.). Применение более совершенной технологической оснастки может уменьшить трудоемкость механической обработки исходных заготовок резанием и повысить коэффициент использования материала. Однако при малых партиях изготовления деталей применение сложной технологической оснастки для повышения точности изготовления заготовок не всегда может быть экономически оправданным. Затраты на изготовление специальной технологической оснастки зависят от многих факторов, определяющими из которых являются метод получения заготовок, сложность формы и объем заготовки.

Условно-постоянные затраты С_уп , необходимые для изготовления заданного объема заготовок можно определить по зависимости

С_уп = С_то N, (9)

где С_то – стоимость изготовления одного комплекта технологической оснастки, необходимой для изгото­вления заготовок;

– число комплектов технологической оснастки, необходимых для изготовления n штук заготовок;

Т_то- стойкость технологической оснастки в штуках.

При расчетах N округляется до целого числа в большую сторону.

1. В связи с непрерывно изменяющимися ценами на материалы, полуфабрикаты и тарифами на электроэнергию при выборе метода получения заготовок целесообразно использовать не их цены и тарифы в абсолютном выражении, а их соотношения, которые остаются относительно стабильными при изменении цен и тарифов. В этом случае формулы (3) и (7) мож но анализ исходных данных

но записать в следующем виде

;

;

где Ц_ст – цена единицы массы

относительная цена единицы массы заготовки (по отношению к цене единицы массы качественной углеродистой стали);

относительные затраты на снятие одного килограмма стружки при механической обработке резанием (затраты на съем 1 кг стружки по отношению к цене 1 кг материала обрабатываемой заготовки). Стоимость изготовления заготовки С_заг можно также выразить через цену материала заготовки, или цену качественной углеродистой стали:

(12)

Используя формулы (2), (10), (11), (12), стоимость изготовления изделия (детали) через цену материала заготовки:

Относительная цена единицы массы материала заготовки и относительные затраты на съем стружки приведены в приложении 4.

Относительная стоимость изготовления заготовок III группы сложности (без учета стоимости материала) при­ведена в приложениях 5, 6.

Стоимость изготовления заготовок I, II, IV и V групп сложности определяется умножением стоимости заготовки Ш группы сложности на соответствующий коэффициент сложности К_сл

При определении стоимости изготовления детали предварительно по формуле (8) определяется коэффициент использования материала К_им.

Стоимость материала заготовки из проката

(15)

где - относительная цена проката .

Стоимость изготовления детали из проката определяется по формуле

Стоимость технологической оснастки С_то зависит в основном от метода получения заготовки, группы ее сложности и объема заготовки V_заг

(18)

Но причинам, изложенным выше, стоимость технологической оснастки удобнее выразить через цену через цену материала заготовки:

где – относительная стоимость изготовления технологической оснастки (по отношению к цене).

Заготовка для изготовления стакана может быть получена Литьем в песчаные формы, в оболочковые формы и в кокили. Расчеты приведены в таблице1.

Таблица 1.

Обозначение параметров	Метод получения заготовок (отливок)
	в песчаных формах	в оболочковых формах	в кокили
mд, кг	7,3	7,3	7,3
Ким	0,7	0,8	0,85
mзаг, кг	10,4	9,1	8,5
Смат	10,4Цм	9,1 Цм	8,5 Цм
Сстротн	8,9	8,9	8,9
Смо	39,6Цм	20,24Цм	13,35Цм
(Сзаготн)3	15,1	11,6	9
(Сзаготн)1	10,6	8,12	6,3
Сзаг	10,6Цм	8,12Цм	6,3Цм
Сизд	48,6Цм	33,24Цм	25,48Цм
V3, см3	1444	1263	1180
(Стоотн)3	399,52	11766200	27600
(Стоотн)1	279,6	8236340	19320
Тто	76,5	80000	2916
Суп	559,2Цм	8236340Цм	19320Цм
С(n)=C(100)	7849,2Цм	8241326Цм	23142Цм

Вывод:

Из таб. 1 видно, что наиболее экономичной исходной заготовкой при изготовлении 150 штук деталей «Стакан» является литье в песчаные формы.

Расчеты

Литье в песчаный формы:

m_д=7,3 кг -по рабочему чертежу

=0,7

m_заг= =7,3/0,7=10,4кг

С_мат=Mзаг*Цм=10,4*1=10,4Цм

=8,9

С_мо=С_стр*m_д* =8,9*10,4*(1-0,7)/0,7=39,6Цм

V_заг= =10,4/7,2=1444см³

Метод линейной интерполяции

(3)=15,132

(1)= (3)* =15,132*0,70=10,59

=10,59Цст

=( + + *( )*Ц_м=(10,4+10,6+8,9(10,4-7,3)*1=78,59Цм

Метод линейной интерполяции

(3)= (1000) +( (2500) - (1000)) *(V_з-1000)/(2500-1000)=

=290+(660-290)*(1444-1000)/(2500-1000)=399,52

(1)= (3)* =399,52*0,70=279,664

= =

=90+(40-90)*((10,4-5)/(25-5))=76,5

С_уп=279,664*2= 559,2Цм

С_изд(150)=С_уп+ *150=559,2+48,6*750=7849,2Цм

Литье в оболочные формы:

m_д=7,3 кг -по рабочему чертежу

=0,8

m_заг= =7,3/0,8=9,1кг

С_мат=Mзаг*Цм=10,4*1=9,1Цм

=8,9

С_мо=С_стр*m_д* =8,9*9,1*(1-0,8)/0,8=20,24Цм

V_заг= =9,1/7,2=1263см³

Метод линейной интерполяции

(3)=11,6

(1)= (3)* =11,6*0,70=8,12

=8,12Цст

=( + + *( )*Ц_м=(9,1+8,12+8,9(9,1-7,3)*1=33,24Цм

Метод линейной интерполяции

(3)= (1000) +( (2500) - (1000)) *(V_з-1000)/(2500-1000)=

=89000+(200000-89000)*(1263-1000)/(2500-1000)=11766200

(1)= (3)* =11766200 *0,70=8236340

=

С_уп=8236340*1=8236340Цм

С_изд(150)=С_уп+ *150=8236340+33,24*750=8241326Цм

Литье в кокили:

m_д=7,3 кг -по рабочему чертежу

=0,85

m_заг= =7,3/0,83=8,5кг

С_мат=Mзаг*Цм=8,5*1=8,5Цм

=8,9

С_мо=С_стр*m_д* =8,9*8,5*(1-0,85)/0,85=13,35Цм

V_заг= =8,5/7,2=1180см³

Метод линейной интерполяции

(3)=9

(1)= (3)* =9*0,70=6,3

=6,3Цст

=( + + *( )*Ц_м=(8,5+6,3+8,9(8,5-7,3)*1=25,48Цм

Метод линейной интерполяции

(3)= (1000) +( (2500) - (1000)) *(V_з-1000)/(2500-1000)=

=24000+(54000-24000)*(1180-1000)/(2500-1000)=27600

(1)= (3)* =27600 *0,70=19320

= =

=5000+(2500-5000)*((8,5-1)/(10-1))=2916

С_уп=19320*1=19320Цм

С_изд(150)=С_уп+ *150=19320+25,48*750=23142Цм