Справочник технолога. Обработка металлов резанием. Данилов Ю.М

УДК 658.53:031

Данилов Ю.М. Справочник технолога. Обработка металлов резанием; Воронеж. гос. техн. ун-т. Воронеж, 2002. 220 с.

Справочник предназначен для технико-экономического обоснования операций технологического процесса при выполнении курсовых и дипломных проектов, использования на практических и лабораторных занятиях, а также для самостоятельного изучения студентами методики выбора наиболее экономичного варианта технологического процесса.

В справочнике приведены методики и примеры расчета коэффициента закрепления операций, выбора экономичного варианта получения заготовки и операций механической обработки детали, а также установочного приспособления. Представлены необходимые формулы, рисунки и сводные таблицы технико-экономических показателей. В конце справочника содержатся таблицы с данными и поправочными коэффициентами для проведения расчетов, а также таблицы для назначения величин припусков на заготовку опытностатистическим методом.

Справочник соответствует по содержанию рабочей программе курса "Технология электронного машиностроения" для студентов специальности 200500.

Табл. 94. Ил. 58. Библиогр.: 21 назв.

Научный редактор канд. техн. наук Л.А. Иванов

Рецензенты: отдел главного механика АО "Электросигнал"; д-р техн. наук Ю.А. Цеханов

Печатается по решению редакционно-издательского совета Воронежского государственного технического университета.

© Данилов Ю.М.; 2002 © Оформление. Воронежский

государственный технический университет, 2002

3

ВВЕДЕНИЕ

Каждое изделие должно отвечать всем требованиям служебного назначения и иметь наименьшие затраты на его изготовление. Затраты на изготовление изделия на заводе являются его себестоимостью.

Экономическая эффективность технологического процесса изготовления изделия в большой степени зависит от годовой программы выпуска и размеров партии заготовок, запускаемых в производство. В зависимости от масштаба выпуска изделий, в машиностроении различают три основных типа производства - единичное, серийное и массовое.

Каждому типу производства соответствуют свои методы его подготовки и планирования. Различаются они и по форме организации труда, степени детализации при разработке технологических процессов, организации ремонта и т. д.

Единичным (индивидуальным) называется такое производство, при котором изделие выполняют в одном или нескольких экземплярах; как правило, повторно этих изделий почти никогда не изготовляют. Такое производство существует в тяжелом и химическом машиностроении, судостроении и т.д.

Вединичном производстве применяются универсальные станки, универсальные приспособления и нормальные инструменты, обеспечивающие обработку разнообразных деталей. Специальные инструменты и специальные приспособления почти не используются, так как на их изготовление требуются большие затраты. Установка и выверка заготовок на станках осуществляются с помощью разметки и универсальных измерительных средств. Точность изготовления детали контролируется также универсальными измерительными инструментами - штангенинструментами, микрометрами, индикаторами и т. п.

Квалификация рабочих при единичном производстве обычно высокая, но производительность труда значительно ниже, а себестоимость детали выше, чем при серийном и массовом производстве.

Вмашиностроении наиболее широкое распространение получило серийное производство, при котором изделия выпускают партиями или сериями различной величины. В зависимости от раз-

3

мера партий и частоты повторяемости их в течение года различают мелкосерийное, серийное и крупносерийное производство. Основным отличием серийного производства от единичного является менее разнообразная номенклатура изделий, изготовляемых на каждом рабочем месте, и периодическая повторяемость партий изделий.

Всерийном производстве уменьшается процент универсальных станков, зато увеличивается удельный вес специализированных и специальных станков. Широко применяются такие станки, как револьверные, токарные многорезцовые, а в крупносерийном производстве также токарные полуавтоматы и автоматы. Специализация станков позволяет использовать специализированные и специальные приспособления и режущий инструмент, обеспечивающие повышение производительности труда и снижение себестоимости изделий. Для контроля точности обработки деталей часто применяются предельные калибры.

Для серийного производства характерен дифференцированный технологический процесс изготовления деталей. Он расчленен на ряд небольших по объему операций, выполняемых на различных станках. Операции, требующие более одной установки, в серийном производстве обычно не встречаются. Квалификация рабочих значительно ниже, чем в индивидуальном, а производительность труда выше.

Серийное производство распространено во всех отраслях промышленности.

Массовое производство характеризуется большим количеством изготовляемых изделий, что позволяет на каждом рабочем месте выполнять только одну, постоянно повторяющуюся операцию.

Вмассовом производстве широко применяются автоматические станки узкой специализации, специальные приспособления и режущий инструмент. Размеры изготовляемой детали контролируют с помощью специальных приспособлений, причем часто в процессе обработки. В зависимости от используемого оборудования технологический процесс механической обработки разбит на ряд мелких операций, осуществляемых на отдельных специальных автоматах, или предусматривает выполнение многих переходов на многошпиндельных автоматах, многопозиционных агрегатных станках и. т. д.

4

Массовое производство обеспечивает наиболее экономичную обработку изделий. Этот тип производства широко распространен в автомобильной и тракторной промышленности, на заводах, выпускающих сельскохозяйственное оборудование, мотоциклы и ряд других изделий.

Тип производства зависит от заданной программы и трудоемкости изготовления изделия и определяется тактом выпуска и коэффициентом закрепления операций.

При разработке технологического процесса необходимо выбрать из нескольких вариантов один, обеспечивающий требуемое качество изделия при наименьших затратах на его изготовление.

5

1. МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТИПА ПРОИЗВОДСТВА

Тип производства рационально определять в три этапа. На первом этапе тип производства определяется ориентировочно по объему выпуска и массе детали. На втором этапе тип производства определяется по коэффициенту закрепления операций, с использованием укрупненных нормативов штучно-калькуляционных времен. На третьем этапе тип производства определяется окончательно, по коэффициенту закрепления операций после разработки операционной технологии и расчета штучно-калькуляционных времен.

В табл. 6, 7, 8, 26, 34, 35 и п. 3.5 приведены цены на материалы, стружку, заготовки, тарифные ставки, цены на оборудование и приспособления и скорректированные затраты на базовом рабочем месте по состоянию на 1975 год. Для определения цен, ставок и затрат рекомендуется учитывать инфляцию.

1.1.Исходные данные. Деталь – втулка (рис. 1). Материал - сталь 45. Годовой объем выпуска N = 48000 штук.

1.2.Этап 1. Ориентировочно тип производства определяется по объему выпуска и массе детали по табл. 1. Масса детали находится по формуле [4, с. 37]

детали, имеющей форму круглого цилиндра вычисляется по формуле источника [6, с.315]

Объем втулки (рис.1) определяется как сумма объемов трех полых цилиндров без объемов двух кольцевых канавок.

6

Объем выпуска N = 48000 шт., соответствует среднесерийному типу производства по табл. 1.

1.3 Этап 2. Предварительное определение типа производства по коэффициенту закрепления операций, с использованием укрупненных нормативов штучно-калькуляционных времен, выполняется в следующей последовательности.

Для планового периода, равного одному месяцу, коэффициент закрепления операций определяется по формуле источника [2,

с.35]

где О - число различных операций; Р - число рабочих мест с различными операциями.

Приняты следующие коэффициенты закрепления операций для производств:

массового КЗ.О. = 1; крупносерийного свыше 1 до 10 включительно;

среднесерийного свыше 10 до 20 включительно; мелкосерийного свыше 20 до 40 включительно.

Необходимо малозагруженное оборудование догружать аналогичными операциями по обработке других деталей, что обычно выполняется в производственных условиях. Поэтому в учебном проекте допускается условная догрузка оборудования другими операциями, сопоставимыми по трудоемкости с базовой, выполняемой на

этом рабочем месте, до некоторого нормативного коэффициента Н .

7

Среднее значение нормативного коэффициента Н загрузки

оборудования при двухсменной работе следует принимать: для мелкосерийного производства – 0,8 – 0,9 и выше; для серийного – не ниже 0,75 – 0,85; для массово-поточного и крупносерийного – не ниже 0,65 – 0,75 [2, с.36].

Число операций, закрепленных за одним рабочим местом, определяется по формуле источника [2, с.36-37].

бочего места проектируемой операцией; FМ - месячный фонд времени работы оборудования при двухсменном режиме ( FМ = 4015/12 = 334,5 ч.); КВ - средний коэффициент выполнения норм времени (КВ = 1,3); TШК - штучно-калькуляционное время выполнения операции,

мин [1,с. 173].

TШК к ТO , (1.5)

где К - коэффициент, учитывающий оборудование и вид производства, приведен в табл. 3; Т О - основное технологическое время. При-

ближенные формулы для его определения в табл. 4; DМ - месячная программа выпуска деталей, штук.

Для определения числа операций, которыми загружено каждое рабочее место, необходимо знать ТO затрачиваемое на обработку детали на каждом рабочем месте, а следовательно, иметь план обработки детали.

8

Для детали изображенной на рис. 1 этот план может иметь следующую последовательность.

1.3.1 Операция 005. Токарно-револьверная (рис.5).

Переход 1. Подрезка двух торцевых поверхностей начерно с бокового суппорта станка инструментами 1 и 2 работающими одновременно. Основное время работы инструментов находится по формуле (1) из табл.4, в соответствии с размерами детали (рис.1).

Время работы инструментом 2 перекрывает время работы инструментом 1 и является расчетным.

Переход 2. Обточка начерно наружных цилиндрических поверхностей резцами 3, 4 и растачивание черновое двух поверхностей центрального отверстия инструментами 5, 6. Инструменты работают одновременно и основное время их работы определяется по форму-

лам (1) и (19), табл. 4.

Время работы инструментом 6 перекрывает время работы инструментов 3, 4, 5 и является расчетным.

Переход 3. Обточка чистовая по 3-му классу точности наружной цилиндрической поверхности инструментом 7 и одновременное зенкерование чистовое центрального отверстия инструментом 8. Основное время работы инструментов определяется по формулам (3) и (14), табл. 4. Время работы инструментом 8 – расчетное.

Переход 4. Расточка кольцевой канавки в центральном отверстии инструментом 9, основное время работы которого является расчетным и определяется по формуле (7), табл. 4.

T9 0,00063 (702 602 ) 0,819 мин расчетное.

9