Методические указания по выполнению экспериментальных и расчетно-аналитических работ на практических занятиях

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 1

Тема: Метрологическое обеспечение технологического процесса.

Цель работы: Закрепить теоретические знания, полученные при изучении методов и средств измерений в машиностроении. Изучить устройство и научиться пользоваться измерительными приборами. Научиться измерять типовые детали машин различными инструментами.

Оборудование и материалы: Штангенциркули, штангенглубинометры, предельные калибры - пробки и скобы, микрометры, индикаторные приборы.

Краткие теоретические сведения

Одно из важнейших составных частей ЕСТПП является метрологическое обеспечение. Под метрологическим обеспечением подготовки производства понимают комплекс мероприятий по обеспечению достоверности измерений характеристик изготовляемых изделий, материалов и сырья, параметров технологических процессов. Организационной основой метрологического обеспечения является метрологическая служба предприятия.

Основной целью метрологического обеспечения технологического процесса механической обработки является обеспечение заданной точности изготовление детали. Точность обработки поверхностей в известной мере зависит от того, насколько достоверно мы измеряем отклонения, возникающие в процессе обработки. К таким отклонениям можно отнести отклонения от правильной цилиндрической формы - бочкообразность, изогнутость, конусность и др.

Применяемые в машиностроении средства измерений и контроля линейно-угловых размеров функционально подразделяются на три группы:

- меры, воспроизводящие заданные размеры длин и углов;

- калибры, воспроизводящие границы размеров;

- универсальные средства измерений действительных размеров.

Наиболее распространенными в промышленности мерами являются плоско-паралельные концевые меры длин. Концевые меры длины используют для постройки средств измерений и приборов, градуировки шкал приборов, проверки приборов, а так же для точной настройки станков на размер.

Калибры применяются в массовом и серийном производстве, и служит для контроля наибольшего и наименьшего предельных размеров детали. С помощью калибров можно установить годность детали. В условиях серийного массового производства иногда применяют регулируемые скобы. Скобу можно настроить с помощью концевых мер на нужный размер в случае перехода от контроля одного изделия к другому или для компенсации износа.

Для контроля резьбовых поверхностей применяются соответствующие им калибры. Внутренние резьбы контролируются с помощью резьбовых пробок, а наружные -резьбовых колец.

В зависимости от устройства элементов измерительной цепи они имеют следующие разновидности:

- простейшие инструменты;

- штангенинструменты и нониусные угломеры;

- микрометрические инструменты;

- зубчатые и рычажно-зубчатые приборы и микрометрические инструменты.

Порядок выполнения работы

1. Ознакомиться с плоскопараллельными концевыми мерами и по заданию преподавателя собрать блоки различных размеров.

2. Ознакомиться с конструкцией предельных калибров и некоторыми примерами их применения.

3. Ознакомиться с конструкцией штанген-инструментов и определить с их помощью основные размеры детали.

4. Ознакомиться с конструкцией микромера и произвести его настройку на нулевую отметку с помощью концевой меры длины или установочной меры, имеющейся в комплекте прибора. Измерить с помощью микрометра цилиндрическую деталь. Определить погрешность ее формы, начертить схему измерений этой детали.

5. Выбрать измерительный инструмент для разрабатываемой операции технологического процесса механической обработки, указав его тип и характерные размеры

6. Произвести измерения детали, которую выдает преподаватель.

Оформление отчета

В отчет включить цель и задание работы, общие сведения о метрологическом обеспечении технологического процесса, краткую характеристику групп измерений.

Зарисовать эскиз детали с указанием ее размеров, выбрать измерительный инструмент для разрабатываемой операции технологического процесса механической обработки.

Дать вывод о проделанной работе, в котором обосновать выбор средств измерений для разрабатываемой операции механической обработки детали.

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ №2

Тема: Изучение механических свойств машиностроительных материалов.

Цель работы: Изучить основные механические свойства машиностроительных материалов и научиться определять твердость металлов методом Бринелля и Роквелла.

Оборудование и материалы: Твердомеры типа ТШ и ТК, лупа или микроскоп для измерения диаметров отпечатков, комплекты образцов из углеродистых, конструкционных и инструментальных сталей, комплект образцов из цветных металлов и сплавов, таблица определения твердости НВ (ГОСТ 9012-59, СТ. СЭВ 468-77).

Краткие теоретические сведения

Механические свойства машиностроительных материалов определяют не только способность работы конструкции, но также и технологию обработки, вид режущего инструмента, режимы и время обработки, качество обрабатываемой поверхности, т.е. главные технико-экономические параметры обработки металлов резанием. Основными из этих свойств являются твердость, прочность, ударная вязкость и пластичность.

Твердость - это способность материала сопротивляться проникновению в него другого более твердого тела. Твердость металлов тесно связана с их обрабатываемостью: чем тверже металл, тем более надо приложить усилия для его обработки. От твердости зависит и износостойкость металлов, т.е. их способность сопротивляться истиранию, разрушению поверхности под действием сил трения. Твердость также является основной характеристикой при оценке качества режущих и измерительных инструментов.

Наиболее часто для определения твердости пользуются методами Бринелля и Роквелла, твердость по Бринеллю определяется путем вдавливания в испытуемый материал стального закаленного шарика диаметром D под постоянной нагрузкой Р в течение определенного времени (рисунок 1).

Рис. 1. Схема испытания по Бринеллю.

Прибор Бринелля является бесшкальным прибором, и о твердости судят по диаметру полученного отпечатка, для алюминия и его сплавов НВ 20...40

σb ≈ /0,33…0,36/ HB (1)

Испытания на прочность при растяжении производятся на специальных разрывных машинах, на образцах стандартного сечения. В процессе испытания автоматически записывается диаграмма удлинение-нагрузка и определяется предел прочности σb.

Пластичность - это способность материала необратимо изменять без разрушения форму и размеры под действием внешних сил. Пластичность характеризуется максимальным удлинением образца при разрыве.

Ударная вязкость характеризуется способностью материала выдерживать ударные нагрузки без разрушения. По этому параметру оценивается прочность при динамических нагрузках. Испытание на ударную вязкость производят на копре маятникового типа. Сущность испытаний состоит в том, что поднятый на высоту Н маятник свободно падает и ударяется по образцу, установленному на опорах прибора, В результате удара образец разрушается, а маятник после разрушения поднимается на высоту h, затратив при этом работу А=Р /H-h/ МДж, где Р - вес маятника. Отношение этой работы и площади сечения испытуемого образца называется ударной вязкостью.

Ввиду ограниченности учебного времени в настоящей работе предусмотрено лишь экспериментальное определение твердости.

Порядок выполнения работы

1. Определение твердости металлов твердомером ТК/Бринелль/.

1.1. Осмотреть образцы и убедиться в отсутствии дефектов поверхности, которые могут исказить результаты испытания. Образец должен иметь параллельные поверхности, быть без окалины, ржавчины или каких-либо неровностей.

1.2. Условия проведения испытаний:

нагрузка Р = 3000 кгс., диаметр шарика D = 10 мм, время выдержки Т = 10 с.

1.3. В зависимости от формы испытуемого образца подбирают опорный столик. Твердость плоских образцов измеряют на плоском столике, а цилиндрических - на призматическом столе.

1.4. Работа с прибором при испытании. Образец устанавливается на столике таким образом, что центр отпечатка располагается от края образца на расстоянии не менее 2,5D, а от центра соседнего отпечатка – не менее двух диаметров отпечатка. Затем подвести образец к шарику вращением маховика по часовой стрелке. Вращение маховика продолжают до упора образца в ограничитель. Запускают двигатель прибора, который через систему рычагов сообщает шариковому наконечнику нагрузку Р. Этот момент фиксируется загоранием лампочки. После соответствующей выдержки испытуемого образца под нагрузкой Р вращение мотора автоматически переключается на обратное.

1.5. По окончании испытания опустить стол, снять образец и при помощи отсчетного микроскопа измерить полученный отпечаток в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Для вычисления НВ по диаметрам отпечатка следует пользоваться специальной таблицей, см. приложение1, таблица 1.

1.6. Результаты испытаний занести в журнал приложение1, таблица 2.

2. Определение твердости металлов твердомером типа ТК /прибором Роквелла/.

2.1. Подготовить образцы к испытанию. Испытываемая поверхность образца должна быть параллельна опорной и не иметь царапин и забоин. Минимальная толщина образца в зависимости от его твердости составляет 0,7...2,0 мм при испытании по шкале В и 0,7...1,5 мм по шкале С.

2.2. Определить по таблице 3 шкалу твердости, вид наконечника и нагрузки. Шкалой В пользуются при измерении твердости мягких металлов в сырых, незакаленных сталей, цветных металлов и их сплавов. Шкалой С - при измерении твердости закаленных сталей, шкалой А при измерении твердости изделий с твердыми поверхностями поверхностными слоями, полученными в результате химико-термической обработки, наплавки, а также твердых сплавов.

2.3. Подготовить прибор Роквелла к испытаниям.

2.4. Работа с прибором. Установить испытуемый образец на столике, вращая маховик, приблизить образец к наконечнику и, продолжая плавное вращение маховика, сообщить наконечнику предварительную нагрузку 10 кгс. Требуемая величина нагрузки будет в тот момент, когда малая стрелка на циферблате будет находиться против красной точки. Большая стрелка в это время должна оставаться в положении, близком к вертикали. Вращением ранта индикатора устанавливают нуль шкалы С против большой стрелки независимо от шкалы измерений. После этого наконечнику сообщают основную нагрузку; при нагружении большая стрелка вращается против часовой стрелки. Затем нагрузка снимается, при этом большая стрелка вращается по часовой стрелки и останавливается, указывая на соответствующей шкале число твердости по Роквеллу. Испытания проводят еще два раза, с тем, чтобы на каждом образце их было не менее трех.

2.5. Вращая маховик, опустить столик и снять образец.

2.6. Заполнить журнал испытаний, приложение 1, таблица 4. Площадь отпечатка будет тем меньше, чем тверже металл. Число твердости по Бринеллю НВ определяется как отношение нагрузки Р, действующей на шарик, к площади отпечатка:

(2)

Площадь отпечатка F определяется по формуле:

(3)

Для испытаний используют закаленные стальные шарики.

Для облегчения подсчета заранее составляют таблицы зависимости числа твердости от диаметра отпечатка d при определенных нагрузках и диаметре шарика Диаметр отпечатка определяется с помощью микроскопа с прозрачной шкалой (рисунок 2).

Рис. 2. Схема измерения диаметра отпечатка

Наиболее распространенным прибором для определения твердости по методу Бринелля является прибор типа ТШ.

Определение твердости металлов по методу Бринелля имеет ряд существенных недостатков. В частности, на приборе Бринелля нельзя испытывать закаленную сталь с твердостью НВ 450, так как шарик в процессе испытания деформируется и показания становятся неправильными. По методу Бринелля нельзя испытать поверхностно-упрочненные образцы, например, химико-термической обработкой. Этот метод, кроме того, характеризуется низкой производительностью. Это вызвало необходимость создания других, более универсальных методов определения твердости металлов. Одним из таких методов является метод Роквелла.

Твердость по Роквеллу определяется вдавливанием алмазного конуса в испытуемый материал. Метод Роквелла для испытания закаленных сталей. Этот метод благодаря простоте проведения испытаний, высокой производительности и малой погрешности получил преимущественное применение в промышленности и в научных исследованиях.

Числа твердости по Бринеллю можно перевести в числа твердости по Роквеллу.

Прочностью называют способность материала сопротивляться пластической деформации и разрушению под действием статистических и динамических нагрузок. В зависимости от направления внешних сил различают прочность на растяжение, сжатие, кручение, срез и смятие. Показателем прочности является предел прочности при растяжении в МПа, представляющей собой максимальное напряжение, которое выдерживает образец при испытании.

О прочности металлов в известной мере можно судить по их твердости. В частности, между твердостью по Бринеллю НВ и пределом прочности существует следующая приблизительная зависимость:

дня стали с твердостью НВ 150...450

(4)

для стоженных меди и медных сплавов

(5)

Оформление отчета

В отчете необходимо указать цель и задание работы, кратко изложить последовательность ее выполнения на приборах Бринелля и Роквелла, Экспериментальную часть занести в журналы испытаний, таблицы 2, 4 приложения 1.

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ №3

Тема: Определение типа производства и величины партии деталей.

Цель работы: Изучить основные понятия производственного процесса и характеристику основных типов производства.

Задание: Изучить рабочий чертеж, определить тип производства и величину партии деталей.

Оборудование и материалы: Рабочий чертеж деталей, чертежные принадлежности, чертежная бумага формата А4 (297х210).

Краткие теоретические сведения

Под производственным процессом в машиностроении понимают совокупность всех действий людей и орудий производства, необходимых для изготовления или ремонта изделий на данном предприятии. В производственный процесс входят не только основные, непосредственно связанные формы и свойства обрабатываемой заготовки, но и все вспомогательные процессы – транспортирование, изготовление и заточка инструмента, ремонт оборудования, контроль качества продукции.

В зависимости от программы выпуска деталей и характера изготовляемой продукции различают три основных типа производства – единичное, серийное и массовое.

Единичное производство характеризуется широкой номенклатурой изготавливаемых деталей и малым объемом их выпуска. Особенность этого вида производства заключается в его гибкости, маневренности, возможности быстрого перехода на изготовление новых видов изделий.

На предприятиях с единичным производством применяют преимущественно универсальное оборудование, а обработку ведут стандартным режущим инструментом. В качестве контрольных средств используют универсальные измерительные инструменты. Единичным можно считать производство, если годовая производственная программа составляет 10…15 изделий.

Серийное производство характеризуется ограниченной номенклатурой изделий, изготавливаемых периодически повторяющимися партиями. Каждая операция технологического процесса закрепляется за вполне определенным рабочим местом. На большинстве рабочих мест выполняется несколько периодически повторяющихся операций. В зависимости от размера партии различают три вида серийного производства (ориентировочно): мелкосерийное при количестве изделий в партии до 25 шт., среднесерийное - 25…150 шт., крупносерийное – более 150 шт. На предприятиях серийного производства значительная часть оборудования состоит из универсальных станков, оснащенных различными приспособлениями, позволяющими снизить трудоемкость и удешевить производство. В качестве средств измерительных кроме универсальных могут использоваться и специальные контольно-измерительные инструменты-колибры.

В начальной стадии разработки технологического процесса механической обработки величину партии деталей n можно определить по формуле:

(6)

где: N – количество деталей одного наименования и размера по годовой программе выпуска;

t – необходимый запас деталей на складе в днях; для крупных деталей t=2…3 дня,

для средних t=5, для мелких деталей и инструментов t=10…30 дней;

Ф - число рабочих дней в году (принимается равным 305 дней при одном выходном дне и продолжительности рабочего дня 7 часов и 253 дня при двух днях отдыха и продолжительности рабочего дня 8 часов).

Массовое производство является дальнейшим развитием серийного и применяется при постоянной номенклатуре изделий, изготовляемых в больших количествах. Характерной особенностью массового производства является выполнение на большинстве рабочих мест только одной, закрепленным за этим рабочим местом, постоянно повторяющейся операции.

Ориентировочно производство может отнести к тому или иному типу в зависимости от количества обрабатываемых в год деталей одного наименования и их типоразмера, пользуйся таблицей 1.

Таблица 1

Выбор типа производства по программе выпуска.

Тип производства	Годовая программа выпуска
	Крупные/тяжелые	средние	Малые/легкие
Единичное	до 5	до 10	до 100
Серийное	св. 5 до 1000	св. 10 до 5000	св. 100 до 50000
Массовое	св. 1000	св. 5000	св. 50000

Условно к малым или легким можно отнести детали массой до 2 кг., к средним - от 2 до 8 кг. И к крупным или тяжелым – свыше 8 кг.

Порядок выполнения работы

1. Получить исходные данные для разработки технологического процесса механической обработки: рабочий чертеж, производственную программу, характеристику условий эксплуатации деталей.

2. Изучить рабочий чертеж. Рабочий чертеж является основным документом, на основание которого можно определить все данные по обрабатываемой детали относительно ее формы, размеров, точности изготовления, материала и др.

Вначале рекомендуется изучить конструкцию детали и ее назначение в машине (валы, оси, корпуса подшипников, крышки, втулки и др.). необходимо изучить основные (рабочие) поверхности и свободные поверхности детали. К основным поверхностям относятся все поверхности, которые сопрягаются с соответствующими поверхностями других деталей машин. Основные поверхности детали всегда обрабатываются более точно по сравнению со свободными поверхностями. Как правило, обработку основных поверхностей в технологическом процессе производя в последнюю очередь.

Далее необходимо изучить целесообразность выбранной марки материала. Если марка материала в рабочем чертеже не задана, то следует назначить ее самому студенту. При этом необходимо учитывать технологические свойства материала (штампуемость, свариваемость, литейные свойства), обеспечивающих получение различным методам термической и химическо-термической обработки. Рабочие поверхности валов и осей требуют, как правило, повышенной твердости, что также следует учитывать при выборе и последующей технологии обработки.

3. Рассчитать массу детали, определив ее как произведение плотности материала детали на объем V. Объем детали определить исходя из объемов простых геометрических тел, составляющих ее.

Плотность

Некоторых материалов, кг/м³

Сталь 7800

Чугун 7000

Бронза 8400

Медь 8900

Алюминий 2700

Капролон 1100

4. В соответствии с рабочим чертежом детали и заданной программой установить тип производства, пользуясь данными из таблицы 1.

Оформление отчета.

В отчете указать цель работы, краткое теоретическое сведения, последовательно изложить обоснование выбора марки материала, определение типа производства, расчет величины партии деталей (в случае серийного типа производства).

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 4

Тема: Анализ динамики трудозатрат технологического процесса.

Цель работы: Приобретение навыков аналитического и графического представления динамики трудозатрат технологического процесса, выбора пути дальнейшего развития технологического процесса.

Задание: в работе требуется раскрыть вопросы описания различных технологий, привести графическое изображение динамики трудозатрат в координатах Т - t и определить реализуемый вариант динамики трудозатрат, определить экономический предел накопления прошлого труда, выявить характер развития технологического процесса, определить тип отдачи от дополнительных затрат прошлого труда, раскрыть общую оценку перспектив технологического развития на основе вышеприведенных параметров.

Данные для проведения расчетов выдаются преподавателем по соответствующим вариантам

Краткие теоретические сведения и методика выполнения практической работы

Как известно, система производственного процесса включает технологию производства, как деятельность по непосредственному созданию продукции а также экономику производства как деятельность, обеспечивающую функционирование технологии производства. Следовательно, технология производства является базовым звеном производственной системы, развитие которого позволяет неограниченно повышать производительность. Именно в области технологических затрат необходимо искать источник экономического роста производства.

Технология представляет собой взаимосвязанною совокупность элементов. Среди них выделяются основные (рабочие) и вспомогательные. Совершенствование указанных групп элементов, а также механизация и автоматизация по-разному сказываются на производительности процесса фрезерования, поэтому различают два принципиальных варианта динамики трудозатрат при развитии технологического процесса: ограниченный и неограниченный, - сочетание которых обеспечивает научно-технологическое развитие производства. Как правило, в определенных условиях производства наблюдается один из указанных вариантов динамики трудозатрат.

Из теории технодинамики известно, что различные технологические процессы можно сравнивать и оценивать с помощью обобщенных параметров за­трат живого и прошлого труда. С целью исключения влияния объема выпускаемой продукции на их значение необходимо использовать удельные величины затрат живого и прошлого труда. Чем меньше суммарные затраты труда на выпуск еди­ницы продукции (единицы прибыли), тем качественнее технологический процесс и производство в целом.

Затраты живого груда в натуральном виде измеряются в человеко-часах, человеко-днях и т.д.; затраты прошлого труда - в машино-часах, машино-днях и т.д. Для того, чтобы сопоставлять такие различные измерители и находить сово­купные затраты труда, необходимо перейти к стоимостным измерителям показателей. Стоимостным выражение затрат живого труда является заработная плата работающих, а затрат прошлого труда - стоимость (износ) станков, оборудования и т.д.

Затраты обязательно включаются в отчетность предприятия, из которой они берутся для оценки технологического процесса. В частности затраты прошлого труда складываются из годовой стоимости основных и оборотных фондов.

В результате математической обработки данных за несколько лет можно установить вид зависимости затрат живого и прошлого труда от времени.

Обсуждение динамики трудозатрат позволило выявить два целесообразных варианта: ограниченный и неограниченный (рисунок 3).

Рис.3 Варианты динамики трудозатрат, обусловленные развитием технологического процесса: а. - ограниченный; б – неограниченный

Для определения того, какой из вариантов реализуется, по имеющимся в приложении зависимостям Тж(t) и Тп(t), выбранным, в соответствии с названием темы работы, необходимо построить график изменения затрат живого, прошлого и совокупного труда. На графике зависимости Тж(t) и Тп(t) получают на основании обработки статистической отчетности предприятий за определенный период и прогнозирования динамики изменения трудозатрат. Здесь Тж(t) и Тп(t) - удельные (на единицу прибыли), руб(затрат труда) затраты живого и прошлого труда соответственно, Вариант динамики трудозатрат определяется исходя из поведения кривых Тж(t), Тп(t) и Тс(t).

В случае наличия ограниченного варианта динамики очень важно установить момент времени до которого такое развитие целесообразно экономический предел накопления прошлого труда. Вначале, этот момент времени определяют графически, а затем для получения более точного результата— алгебраически.

При развитии технологического процесса затраты живого труда всегда должны уменьшаться, так как всякое общество заинтересовано в снижении затрат именно живого труда (труда людей) при производстве продукции. Причем затраты прошлого труда могут либо возрастать, либо уменьшаться.

В зависимости от того, какой труд экономится в большей степени (неограниченный вариант динамики:), процесс развитая называют трудосберегающим (преобладает экономия живого труда) или фондосберегающим (преобладает экономия прошлого труда). Получить данную оценку можно, например, рассматривая изменение отношения во времени. Если отношение Тж/Тп во времени уменьшается, то преобладает экономия живого труда, т.е. процесс развития трудосберегаюпщй. Если отношение Тж/Тп увеличивается, то преобладает экономия прошлого труда; т.е. процесс развития фондосберегающий. Если отношение Тж/Тп не меняется, то можно говорить о нейтральном процессе развития.

При экономии живого труда за счет роста прошлого (ограниченный вариант динамики) процесс развития всегда имеет трудосберегающий характер.

Важно также установить, в какой степени снижаются затраты живого труда по мере роста затрат прошлого труда, т.е. определить тип отдачи от дополнитель­ных затрат прошлого труда. Нужно сравнить величину прироста прошлого труда и соответствующего уменьшения труда живого. Для этого необходимо исследовать характер экономии живого труда от величины прошлого труда например, продифференцировав функцию Тж=f(Тп).

Значение производной этой функции задает отношение - Тж/Тп

(Тж)’_Тп = -dТж/dТп = -ΔТж/ΔТп (7)

Знак « - » означает убывание значения живого труда. Чтобы этот знак не ввел нас в заблуждение, необходимо взять модуль производной

Если значение модуля производной (отношения Тж/Тп увеличивается с ростом Tп, что равнозначно увеличению времени, - реализуется возрастающий тип отдачи от дополнительных затрат прошлого труда, если уменьшается - убывающий, не изменяется - постоянный. После приведения соответствующих вычислений в работе необходимо привести графическое изображение динамики трудозатрат в координатах Т - t (на одном графике изобразить три функции Тж(t), Тп(t) и Тс(t) и определить реализуемый вариант динамики тру­дозатрат, определить экономический предел накопления прошлого труда (графически и алге6раически) выявить характер развития технологического процесса (трудо- или фондосберегающий,), определить тип отдачи от дополнительных затрат прошлого труда. Также необходимо дать общую оценку перспектив технологического развития на основе вышеприведенных параметров.

Пример для выполнения практической работы

Для определения того, какой из вариантов реализуется, по имеющимся в приложении зависимостям Тж(t)=250/(27t²+300) и Тп(t)=0.009t²+0.1, выбранным, в соответствии с технологией обработки металлов резанием на фрезерных станках рассчитали значения трудозатрат для t=1…10лет. Данные расчета сводим в табл. 2

Таблица 2

Значения трудозатрат при технологии обработки металлов резания на фрезерных станках

Значения времени t, лет	Значения Тж, при Тж(t)=250/(27t2+300)	Значения Тп, при Тп(t)=0.009t2+0.1	Значения Тс=Тж+Тс
1	0.765	0.019	0.784
2	0.613	0.136	0.749
3	0.460	0.181	0.641
4	0.342	0.244	0.586
5	0.257	0.325	0.582
6	0.197	0.424	0.621
7	0.153	0.541	0.694
8	0.123	0.676	0.799
9	0.113	0.729	0.842
10	0.083	1.000	1.083

По данным, получившимся в ходе расчета трудозатрат построили график изменения затрат живого, прошлого и совокупного труда, см. рисунок 4.

Рис. 4. Ограниченный вариант динамики трудозатрат, обусловленный развитием технологического процесса обработки металлов резанием на фрезерных станках.

Из графика видно, что суммарные затраты живого и прошлого труда уменьшаются только до определенного времени развития технологического процесса. В соответствии с графиком ограниченного варианта развития динамики трудозатрат, рисунком 4, этот момент наступает в период времени t=4,5 года. Алгебраические расчеты говорят о периоде времени t=4 года, а затем идет тенденция возрастания совокупных затрат технологического процесса. Соответственно 4 года это и есть тот предел, при достижении которого дальнейшее наращивание доли прошлого труда приведет к общему снижению производительности труда. Развитие технологический процесс получает именно в этот период, после чего снова наступает рост совокупных затрат.

При развитии технологического процесса затраты живого труда всегда должны уменьшаться, так как всякое общество заинтересовано в снижении затрат именно живого труда (труда людей) при производстве продукции. Причем затраты прошлого труда могут либо возрастать, либо уменьшаться, но в рассматриваемом процессе они конечно же возрастают по мере снижения затрат живого труда. В соответствии с этим при экономии живого труда за счет роста прошлого (ограниченный вариант динамики) процесс развития технологии всегда носит трудосберегающий характер.

Для определения типа отдачи от дополнительных затрат прошлого труда этого необходимо исследовать характер экономии живого труда от величины прошлого труда например, продифференцировав функцию выражения 6, получим данные представленные в табл. 3.

Таблица 3

Значения производной функции Тж=f(Тп) при исследовании характера экономии живого труда от величины прошлого труда

Период времени t, лет	Значения ΔТж, при Тж(t)=250/(27t2+300)	Значения ΔТп, при Тп(t)=0.009t2+0.1	Значения (Тж)’Тп
1	-0.152	0.027	5.6
2	-0.153	0.045	3.4
3	-0.118	0.063	1.87
4	-0.085	0.081	1.05
5	-0.06	0.099	0.61
6	-0.044	0.117	0.38

Вывод: поскольку значение модуля производной (отношения ΔТж/ΔТп) уменьшается с ростом Tп, что равнозначно увеличению времени, - реализуется убывающий тип отдачи от дополнительных затрат прошлого труда.

Оформление отчета.

В отчете необходимо указать цель и задачи работы, изложить последовательность и результаты выполненной работы, дать общие выводы

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ №5

Тема: Анализ технологического процесса с помощью параметра «уровень технологии».

Цель работы: приобретение навыков расчета уровня технологии технологического процесса, определение перспективных путей раз­вития технологического процесса.

Задание: Рассчитать параметры технологического процесса L, В, У для момента времени t=3 года, оценили состояние технологии и предложили мероприятия по ее совершенствованию.

Данные для проведения расчетов выдаются преподавателем по соответствующим вариантам

Краткие теоретические сведения и методика выполнения практической работы

Неограниченный вариант динамики трудозатрат обеспечивается путем эволюционного и революционного развития, так как в общем случае предусматрива­ет снижение затрат живого и прошлого труда Ограниченный вариант динамики трудозатрат обеспечивается рационалистическим развитием. Он связан с уменьшением затрат живого труда за счет роста затрат прошлого труда.

Необходимо помнить, что, с позиции внедренческих затрат, путь рационалистического развития всегда предпочтительнее по сравнению с эволюционным и революционным развитием технологического процесса. Это связано с большими дополнительными затратами на научно-исследовательские работы при реализации эволюционного или революционного пути развития. Однако путь рационалистического развития принципиально ограничен экономической целесообразностью реализации уже с позиции снижения функциональных технологических затрат.

Воспользуемся моделью рационалистического развития технологического процессе:

(8)

где

L- производительность живого труда;

В - технологическая вооруженность;

У - уровень технологии.

Соотношение (8) представляет собой математическую модель закона рационалистического развития технологического процесса и справедливо для механизированных процессов. Для ручных процессов строгая функциональная связь между L и В отсутствует.

Все параметры в соотношении (7) являются функциями затрат живого и прошлого труда. В соответствии с этим выводятся единицы измерения названных параметров.

(9)

(10)

(11)

Уровень технологии является показателем качества технологического процесса и определяет его производительную способность (рассчитывается как произведение производительностей живого и прошлого труда). В то же время уровень технологии показывает, на сколько эффективно использование живого и прошлого труда технологическим процессом.

Параметр уровня технологии является безразмерным и по его значению можно судить об экономическом качестве технологического процесса. В табл. 4 даны значения уровня технологии и рекомендации по поводу улучшения технологии (производства).

Таблица 4

Оценка состояния технологии по показателю уровня технологии

Значения показателя, У	Оценка состояния технологии	Рекомендуемые мероприятия
<=4,1	очень низкий	Закрытие предприятия (замена технологии производства)
>4,1 до 4,6	низкий	Коренная реконструкция (все возможные виды технологического развития)
>4,6 до 6	повышенный	Частичная реконструкция (эволюционное, рационалистическое развитие технологии)
>6	высокий	Поддержание режима функционирования предприятия (рационалистическое развитие технологии)

С целью упрощения определения границы рационалистического развития, которая уже найдена в предыдущей работе, рекомендуется использовать понятие относительно уровня технологии:

(12)

Если значение У*>L рационалистическое развитие целесообразно, если У*<L - нецелесообразно. Равенство У*=L является границей рационалистического развития.

Повлиять на уровень технологии и производительность труда с целью их повышения можно лишь путем изменения структурных элементов технологического процесса. Уровень технологии является функцией рабочих ходов и вспомогательных действий технологического процесса.

Пример выполнения практической работы

Ограниченный вариант динамики трудозатрат обеспечивается рационалистическим развитием. Он связан с уменьшением затрат живого труда за счет роста затрат прошлого труда.

Необходимо помнить, что, с позиции внедренческих затрат, путь рационалистического развития всегда предпочтительнее по сравнению с эволюционным и революционным развитием технологического процесса Это связано с большими дополнительными затратами на научно-исследовательские работы при реализации эволюционного или революционного пути развития. Однако путь рационалистического развития принципиально ограничен экономической целесообразностью реализации уже с позиции снижения функциональных технологических затрат.

Воспользуемся моделью рационалистического развития технологического процесса, см. формулу 7. Все параметры в соотношении (7) являются функциями затрат живого и прошлого труда. В соответствии с этим выводятся единицы измерения названных параметров. Рассчитав значения L, B, У для периода времени t=3года, полученные результаты сводим в табл. 5.

Таблица 5

Значения производительности живого труда, технологической вооруженности и уровня технологии для t=3года

L	B	У
2,174	0,393	12,011

Параметр уровня технологии является безразмерным и по его значению можно судить об экономическом качестве технологического процесса. В табл. 4 даны значения уровня технологии и рекомендации по поводу улучшения технологии (производства).

Сравнив данные табл. 4. с приведенными значениям уровня технологии в табл. 5 можно сделать вывод о том, что значение У=12,011 > 6 при t=3 года, что соответствует высокому уровню технологии с рекомендациями поддержания режима функционирования предприятия.

В соответствии с выражением (12) получаем У^*=12,011/2,174=1/0,181=5,525, что соответствует выражению У^*>L, а значит рационалистическое развитие целесообразно, а при расчете У^* для t=5 года У У^*≈L, что является границей рационалистического развития.

Вывод: повлиять на уровень технологии и производительность труда с целью их повышения можно лишь путем изменения структурных элементов технологического процесса, например, усложнить конструкцию оборудования, внеся в нее новые механизмы, использовать средства механизации и автоматизации, что сократит время на вспомогательные действия технологического процесса или их ликвидирует. Все эти действия будут нести в себе вариант ограниченного развития процесса, хотя, в целом, участие человека в технологическом процессе уменьшается и, следовательно, уменьшается доля живого труда.

Оформление отчета

В отчете необходимо указать цель и задачи работы, изложить последовательность и результаты выполненной работы, дать общие выводы

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ №6

Тема: Технико-экономическое обоснование выбора рационального типа заготовки.

Цель работы: Закрепить знания по основным методам производства заготовок; научится проводить сравнительный технико-экономический анализ при выборе рационального типа заготовки.

Задание: Ознакомится с основами технико-экономического анализа при выборе способа получения заготовок, изготовленными различными методами.

Оборудование и материалы: Рабочий чертеж деталей, образцы проката, отливок, поковок, справочник сортамента проката.

Краткие теоретические сведения.

Заготовки в машиностроении называется полуфабрикат, предназначенный для получения готовой детали.

Необходимость экономии материальных ресурсов предъявляет высокие требования к рациональному выбору заготовки. При выборе способа получения заготовок необходимо комплексный анализ технико-экономической эффективности рассматриваемых вариантов, при сравнении которых необходимо выбрать такой метод получения заготовки, который обеспечивает снижение трудоемкости обработки и материалоемкости при соблюдении технического требований к качественным характеристикам изделия.

Одной из главных тенденций технического прогресса в заготовительном производстве является решение задач максимального приближения геометрических форм и размеров заготовки к форме и размерам готовой детали.

Основными факторами, влияющими на выбор способа получения заготовки является: тип производства, конструктивные особенности детали (масса, размер, конфигурация, требуемое качество поверхности и точность), материал, из которого сделана деталь, технологические возможности оборудования.

Влияние типа производства. Для мелкосерийного и единичного производства характерно использование в качестве заготовок горячекатаного проката; отливки, полученных литьем в разовые песчано-глинистые формы; и поковок, полученных свободной ковкой. Использование других видов заготовок экономически невыгодно из-за возможности их себестоимости.

В случае единичного и мелкосерийного производства оснастка, необходимая для получения одной заготовки, не может использоваться для получения другой, поэтому дополнительные затраты на оснастку оказываются больше экономии, достигаемой от сокращения объема последующей механической обработки.

В условиях же крупносерийного и массового производства затраты на специальное оборудование и технологическую оснастку окупаются за счет снижения трудоемкости последующей механической обработки, т.к. заготовка по форме и размерам приближается к готовой детали.

Поэтому в условиях крупносерийного и массового производства рентабельны такие способы получения заготовок как горячая объемная штамповка, литье в кокиль, под давлением, по выплавляемым моделям.

Влияния конструктивных особенностей деталей. Удельная стоимость отливки и поковок повышается с уменьшением их массы. Указанная закономерность является общей для всех способов получения как заготовок, так и готовых деталей, так как трудоемкость формообразования определяется общей площадью поверхностей, подлежащих обработке.

При выборе способа получения заготовки определенную роль играет размеры детали, например, для литья по выплавляемым моделям и литья под давлением размеры отливки ограничены техническими возможностями литейного оборудования.

Специальные виды штамповки позволяют получать заготовки, параметры шероховатости поверхности и точности размеров которые соответствуют достигаемым при механической обработке. Большинство специальных методов литья также не требуют дополнительной механической обработки.

Влияние материала , из которого изготовлена деталь. Материал, из которого изготовлена деталь, также оказывает влияние на метод получения заготовки. При этом определяющее значение приобретают его технологические свойства: ковкость, литейные свойства, обрабатываемость давлением, свариваемость и др.

Если материал обладает низкими литейными качествами, то целесообразнее использовать в качестве заготовки прокат или поковки. В случае когда деталь должна быть изготовлена из трудно деформируемого высокопрочного сплава использование в качестве заготовки поковки значительно повышает трудоемкость и себестоимость изготовления.

Необходимо отметить, что технико-экономический анализ проводится при выборе заготовки в процессе подготовки к выпуску каждой конкретной детали в реальных условиях производства. Только в этом случае выбранный вариант получения заготовки может быть оценен как оптимальный. При этом способ получения заготовок не должен рассматриваться в отрыве от технологии последующей механической обработки.

После анализа исходной информации, связанной с типом производства, конструктивными особенностями детали, материалом детали и технологическими возможностями оборудования, осуществляется предварительный выбор заготовки (как правило, несколько альтернативных вариантов). Вычислив массу и размер заготовки, рассчитывают нормы расхода материала на заготовку и стоимость получения заготовки, что является необходимой информацией для определения рационального типа заготовки. Сопоставляя полученные данные с информацией о технологии последующей механической обработки осуществляется окончательный выбор типа заготовки, соответствующий в набольшей степени конкретным условиям.

Оптимальная заготовка по своим размерам и массе должна максимально приближаться к готовой детали, характеризоваться минимальными нормами расхода материала и стоимостью получения.

Чтобы определить эти параметры, необходима информация о размерах и массе заготовки. О степени приближения заготовки к готовой детали можно судить по ее размерам. Размеры заготовки зависят от величины припуска на последующую механическую обработку. В общем случае, чем совершеннее технология получения заготовки, тем меньше величина припуска при последующей обработке.

Припуском называется слой металла, снимаемый с поверхности заготовки в процессе обработки для обеспечения формы и размера, заданной на чертеже.

Припуски подразделяется на общий, т.е. удаляемый в процессе всей обработки детали, и межоперационные – т.е. удаляемые при выполнении отдельных операций. Общий припуск на обработку равен сумме межоперационных допусков по всем технологическим операциям. От правильного расчета и выбора припуска зависит себестоимость обработки и качества поверхности детали.

Завышение припуска увеличивают трудоемкость обработки, что приводит к увеличению станочного парка, к перерасходу электроэнергии, металлорежущих инструментов, к увеличению расходов на обслуживание и ремонт оборудования. Однако слишком заниженные припуски не обеспечивают возможности удаления дефектных слоев металла, включающих в себя выпуклости, вмятины, окалину, раковины, трещины, погрешности формы и размеров и др. Глубина дефектного слоя зависит от способа изготовления заготовок.

Наряду с перечисленными отклонениями в процессе обработки возникают погрешности установки, которые должны быть также компенсированы путем соответствующего увеличения припуска.

Максимально необходимая величина припуска должна обеспечивать удаление микро- и макронеровностей дефектного слоя, имеющего, как правило, отличные от основного металла физико-механические свойства и структуру.

Таким образом, наименьший припуск на обработку Z_min можно определить по формуле:

(13)

где

R_z - средняя высота микронеровностей;

h – глубина дефектного поверхности слоя ( обезуглероженный или отбеленный слой);

ρ - суммарное отклонения расположения поверхностей ( отклонения от плоскостности, прямолинейности, симметричности, соосности и др.);

ε – погрешность установки.

Для наружных поверхностей, зная общей припуск на обработку заготовки Z определяют расчетный предельный размер заготовки по формуле:

(14)

где

2Z – размер общего припуска на обработку по диаметру;

D_б – наибольший предельный размер детали по чертежу.

Справочные данные для расчета обычно разрабатывают по отраслям машиностроения в виде таблиц (нормативных), с учетом способов обработки, вида заготовки, требуемой точности и других производственных и технологических факторов.

Эти нормативы периодически пересматриваю по мере развития техники и повышения уровня технологии производства.

Составляющие припуска даны без индекса в связи с тем, что в одном случае эти величины относятся к выполняемому, а в другом к предшествующему переходу.

Некоторые из нормативных данных, необходимые для расчета припуска, приводятся в таблице 6…8.

Таблица 6

Качество поверхности (мкм) заготовок из сортового проката.

Диаметр проката, мм	Повышенная точность		Обычная точность
	Rz	h	Rz	h
До 30	30	100	125	150
Св. 30 до 80	125	150	160	250
Св.80 до 180	160	200	200	300
Св. 180 до 250	250	300	320	400

При расчете припусков и предельных размеров в случае изготовления деталей из поковок, штамповок и отливок к сумме R_z+h необходимо прибавить толщину верхнего дефектного слоя, который составляет для поковок 1,5…3 мм, штамповок 0,5…1,5 мм, а для стальных отливок 1…3 мм.

Значения R_z+h для чугунных отливок размером до 500 мм находится в пределах от 0,4 до 0,6 мм, для стальных от 0,3 до 0,4 мм.

Для деталей, изготовляемых из поковок и штамповок, значения можно взять из таблиц 7 и 8.

Таблица 7

Качество поверхности поковок нормальной точности, изготовленных ковкой на молотах и прессах.

Наибольший диаметр поковок, мм	Rz+h, мкм
От 50 до 180	1000
От 180 до 500	1500
От 500 до 1250	2000

Таблица 8

Качество поверхности поковок, изготовленных штамповкой.

Масса поковок, кг	Rz, мкм	h, мкм
До 0,25	60	150
Св. 0,25 до 4	160	200
Св. 4,0 до 25	200	250

Значения погрешности установки , входящей в формулу (13) при обработке в самоцентрирующемся патроне деталей диаметром до 100 мм составляет:

для отливок в песчаные формы, горячего проката и штамповки:

=0,5 мм

для отливок по выплавляемым моделям и предварительно обработанной поверхности:

= 0,12 мм

для отливок под давлением и чисто обработанной поверхности:

=0,06 мм

В связи с ограниченностью учебного времени в настоящей работе предусмотрен лишь расчет общего припуска и наименьшего предельного размера заготовки. В случае необходимости, пользуясь специальной литературой, студент может самостоятельно определить промежуточные межоперационные припуски на механическую обработку. Кроме того с целью сокращения объема расчетов в работе при расчете припусков не учитывается составляющая в формуле (13).

Порядок выполнения работы

1. проанализировав чертеж детали и данные по типу производства выбрать два вида заготовок (в качестве одного из видов заготовки использовать сортовой прока).

2. По формуле (13) определить расчетное значение общего припуска на обработку. Сведения, необходимые для расчета, взять из п.4

3. Пользуясь формулой (14), определить расчетный наименьший предельный размер заготовки D₃. В случае использования в качестве заготовки сортового проката подобрать по сортамету ближайший диаметр прутка D₃ (см. справочник). Округление вести в большую сторону.

4. Определить действительный общий припуск на обработку для расчетной ступени:

(15)

6. Вычертить заготовки и указать их основные размеры.

7. Определить массы заготовок, рассматривая их состоящими из элементарных геометрических тел с учетом припусков на обработку.

Оформление отчета.

В отчете необходимо указать цель и задачи работы, изложить последовательность и результаты определения расчетного и действительного значений припусков и размеров заготовок.

К отчету приложить эскизы заготовок с указанием основных размеров.

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ №7

Тема: Определение норм расхода материалов и расчет экономической эффективности выбора заготовки.

Цель работы: Усвоить основные нормирования материалов в заготовительном производстве, получить навыки экономического обоснования выбора заготовки.

Задание: Определить нормы расхода материала для заготовок, экономически обосновать выбор заготовки для последующей механической обработки.

Оборудование и материалы: Рабочий чертеж деталей, справочные данные и таблицы по нормированию материалов, микрокалькуляторы.

Краткие теоретические сведения.

Себестоимость продукции машиностроения в значительной степени определяется затратами на материалы. Поэтому рациональный выбор заготовки обусловлен необходимостью экономии материалов.

При выборе вида заготовки для проектируемого технического процесса предпочтение следует отдавать заготовке, характеризующейся лучшим использованием материала и меньшей стоимостью. В случае, когда в технологическом процессе могут быть использованы различные виды заготовок, рациональный тип заготовки может быть выбран только на основе технико-экономических расчетов.

Одним из фактов, обеспечивающих рациональное использование материалов при изготовлении продукции машиностроения является нормирование их расходов.

Сущность нормирования расходов материалов заключается в регламентации использования предметов труда в отраслях народного хозяйства. Нормы расхода материалов служат основной для плановых расчетов потребности в материальных ресурсах, с их помощью обеспечивается необходимое соответствие между плановым объемом выпуска продукции и материальными ресурсами, выделяемыми на ее изготовление. Без норм расхода материалов невозможна разработка сметы производственных затрат. Нормы расхода является средством контроля и учета за рациональным использованием материальных ресурсов.

Основу нормы составляет полезный расход материала на единицу продукции, равный массе готовой детали.

Второй элемент нормы включает дополнительные затраты материала на отходы и потери, обусловленные несовершенством конкретного технического процесса (угла металла при плавке, образование стружки при обработки резанием и т. д.).

В общем случае определение нормы расходы металла для изготовления отдельной детали определяется как массой отходов, возникающих в процессе разки металла на заготовки, так и отходами, возникающими в процессе их последующей обработки.

Норма расхода металла на изделие массового и крупносерийного производства определяется точным техническим расчетом с учетом потерь металла по элементам. На изделия единичного и мелкосерийного производства норма расхода, как правило, устанавливается по коэффициенту технологических потерь.

Методика расчета норма расхода металла определяется типом заготовки, выбранной для изготовления детали.

В случае выбора в качестве заготовки сортовой прокат норма расхода металла рассчитывается следующим образом.

Устанавливается длина заготовки L_з в мм для одной детали по формуле:

(16)

где - длина детали по чертежу, мм;

1. общий припуск на обработку торца;

2. ширина разреза при резке сортового проката на заготовки, мм.

Далее устанавливается величина потерь металла на зажим заготовки в патроне, которая зависит от диаметра проката, и определяется числом деталей, изготавливаемых из одного прутка сортового проката по формуле:

(17)

где - длина прутка сортового проката, мм

l – величина потерь на зажим заготовки в патроне, мм

Для дальнейших расчетов применяют целое число деталей n.

Затем определяется длина остатка прутка вследствие некратности используемой длины прутка длине заготовки для одной детали по формуле:

(18)

Норму расхода материала на изготовление одной детали Н_р можно определить из условия:

(19)

где М_n.m. – масса погонного метра проката, кг.

В случае выбора в качестве заготовки поковки или штамповки норма расхода металла Н_р определяется следующей формулой:

(20)

где G_n – масса поковки (штамповки) с учетом припуска на последующую механическую обработку, кг;

G_о – масса отходов в процессе штамповки и ковки, кг;

G_у – потери металла на угар при нагреве заготовок, кг;

А - отходы металла при расходе листового проката для поковки (штамповки), кг.

Нормирование расхода металла на изготовление отливок имеет свои особенности. Расчет ведется не по каждой отдельной детали, а по группам деталей. При этом основу нормирования расхода металла на изготовление отливок составляет определение массы металлической завалки шихты. Кроме массы отливки, литников и прибылей при расчете металлозавалки определяется процесс брака, угара и прочих потерь. При этом потери подразделяются на возвратные и безвозвратные.

В связи с ограниченностью учебного времени в настоящей работе норма расхода металла на изготовление отливок будет считаться укрупнено по формуле:

(21)

где G_о – масса отливки с учетом припуска на последующую механическую обработку, кг;

К_n – коэффициент безвозвратных потерь и брака литья, увеличивающих норму расхода металла.

Экономическая целесообразность использования того или иного типа заготовки обусловливается не только меньшей нормой расхода металла при ее изготовлении, но также и меньшей стоимостью изготовления.

Стоимость заготовки учитывается при расчете технологической себестоимости вариант процесса механической обработки, поэтому предпочтение следует отдавать той заготовке, которая обеспечивает меньшую технологическую себестоимость детали. Если сопоставляемые варианты технологической себестоимости оказываются равноценными, то предпочтительными следует считать вариант заготовки с меньшей нормой расхода материала.

Если деталь изготавливается из проката, то стоимость заготовки S_з определяется по массе проката, требующегося на ее изготовления, и по массе образующейся в процессе механической обработки стружки:

(22)

где 1,05 – коэффициент, учитывающий затраты на правку, калибровку, разрезку проката на штучные заготовки;

Q – масса заготовки, кг;

S - стоимость 1 т материала заготовки, руб

g- масса готовой детали, кг;

S_отх- стоимость 1 т отходов (стружки), руб.

Оптовые цены на некоторые металлы и сплавы приведены в табл. 1 приложения 2. Заготовительные цены на стружку черных и цветных металлов приведены в табл. 2 приложения 2.

Стоимость заготовок, получаемых методами литья, ковки, штамповки можно с достаточной точностью определить по формуле:

(23)

где С – базовая стоимость 1 т заготовок, руб;

К_М, К_в, К_п, К_с – коэффициенты, зависящие от марки материала, массы заготовки, объема производства, сложности изготовления.

Значения остальных параметров такие же что и в формуле (22).

Базовая стоимость 1 т заготовок, полученных тем или иным методом, приведена в табл. 3 приложения 2.

Для отливок, полученных в песчано-глинистых формах и в кокилях величины коэффициентов материала К_м коэффициента массы К_в определяются соответственно из табл. 4 и 5 приложения 2, величина коэффициента объема производства К_n зависит от группы серийности и определяется из табл. 6 на основании данных табл. 7 приложения 2.

Величина коэффициента сложности изготовления К_с определяется из табл. 8 приложения 2.

Определение группы сложности отливок можно произвести по следующим признакам:

1 группа – удлиненные детали типа тел вращения (вкладыш, втулка, гильзы, трубы, цилиндры, валы и пр.) Отношение длины к диаметру у таких деталей больше 1;

2 группа – детали типа дисков (маховики, шкивы, диски корпуса подшипников и т.д.)

3 группа – простые по конфигурации коробчатые плоские детали ( крышки, кронштейны, плиты, рычаги и т.д.);

4 группа – закрытые коробчатые детали корпусного типа, внутри которых монтируются механизмы машин (блоки цилиндров, корпуса коробок передач, коробки скоростей и подач и др.);

5 группа – крупные и тяжелое коробчатые детали (рамы, станины, и другие несущие конструкции).

Для отливок, полученных литья по выплавляемым моделям величины коэффициентов материала К_м и массы К_в определяются соответственно из табл. 4 и 9 приложения 2. Величина коэффициента объема производства К_n определяется независимо от марки материала отливки в зависимости от серийности производства. Группа серийности, на основании которой выбирается значение коэффициента К_n, приведена в табл. 7 приложения 2.

Значение коэффициента К_n в зависимости от группы серийности составляет:

1 группа – К_n=0,83

2 группа – К_n=1.00

3 группа – К_n=1,23

Величина коэффициента сложности изготовления К_с определяется из табл. 10 приложения 2.

Для отливок, полученных литьем под давлением величины коэффициентов материала К_м массы К_в. объема производства К_п, сложности изготовления К_с определяются соответственно из табл. 4, 11, 12, 13.

Для горячештампованных заготовок величины коэффициентов материала К_м, массы К_в, определяется из следующего условия: если годовая программа больше значений, указанных в табл. 9, то принимается К_n=1,00.

Таблица 9

Масса Штамповки, кг		0,25…0,63	0,63…1,6	1,6…2,5	2,5…4	4…10	10…25
Объем Производства, тыс. шт.	15-500	8-300	5-150	4,5-120	4-100	3,75-75	3-50

Величина коэффициента К_с определяется из табл. 16 приложения 2.

Экономический эффект для сопоставления способов получения заготовок, при которых технологический процесс механической обработки не меняется, рассчитывается по формуле:

(24)

где - стоимость сопоставляемых заготовок, руб.;

N- годовая программа, шт.

В случае незначительной экономии при использовании заготовки, полученной специальными методами, рекомендуется применение заготовок из проката.

Порядок выполнения работы.

1. В случае выбора в качестве заготовки сортового проката расчет норм расхода металла вести с следующей последовательности:

   1. По формуле (16) определить длину заготовки для одной детали. Величину припуска на обработку торца взять равной 1 мм, а ширину разреза при резке взять равной 3 мм.

2. Определить число деталей, изготавливаемых из одного притку сортового проката по формуле (17). Полученный результат округлить до меньшего целого числа. В расчете принять, что L_up=3650 мм (ГОСТ 2590-71), а l=35 мм.

   1. Определить длину остатка прутка, неиспользуемого при последующем изготовлении деталей, по формуле (18).

3. Определить норму расхода материала на изготовление одной детали по формуле (19) Величину массы погонного метра проката в зависимости от его диаметра взять из справочника данных (табл. 17 приложения 2).

2. В случае выбора в качестве заготовки поковки или штамповки расчет норм расхода металла вести по формуле (20). При этом принять, что суммарная масса отходов при ковке (штамповке), потерь металла на угар и отходов при раскрое исходного материала составляет 7 % от массы поковки (штамповки) с учетом припусков на последующую механическую обработку.

3. В случае выбора в качестве заготовки отливки расчет норм расхода вести по формуле (21). Величину коэффициента К_п взять равной 1,12.

4. Себестоимость получения заготовки из проката рассчитать по формуле (22), пользуясь данными табл. 1,2 приложения 2.

5. Себестоимость получения заготовки в виде отливок, поковок или штамповок рассчитать по формуле (23), пользуясь данными, изложенными в кратких теоретических сведениях.

6. По формуле (24) определить экономический эффект от применения заготовки, обладающей наименьшей стоимостью изготовления.

7. Экономически обосновать выбор заготовки на основе результатов расчета норм расхода и определения стоимости изготовления заготовки.

Оформления отчета

В отчете необходимо указать цель и задание работы. Изложить последовательность и результаты определения норм расхода металла и себестоимости изготовления заготовок.

В конце отчета изложить обоснование выбора заготовки.