3 Выбор типа и организационной формы производства

В данном пункте курсовой работы я определю тип и форму организации производства, в котором работает предприятие. Это необходимо для того, чтобы на основании типа производства предложить маршрут обработки данной детали – вал ведущий, а заодно произвести выбор и обоснование метода получения заготовки.

Исходные данные для расчета:

Годовая программа выпуска изделий N₁=25000 шт;

Количество изделий в узле m = 1 шт;

Запасные части β = 5%;

Режим работы предприятия – 2 смены.

Годовая программа:

[2, c 228]

Действительный годовой фонд времени работы оборудования F_Д = 4029 ч.

Для расчета составим таблицу, в которую внесем данные по технологическому процессу, а также результаты расчета.

Таблица 3 – Расчет типа производства

№ опер.	Наименование операции	Тшт	mр	Р	ηз.ф.	О
005	Фрезерно-центровальная	1,54	0,209	1	0,209	4
015	Токарная	0,24	0,033	1	0,033	25
020	Токарная	0,67	0,091	1	0,091	9
025	Токарная	0,17	0,023	1	0,023	35
030	Токарная	0,24	0,033	1	0,033	25
035	Токарная	1,4	0,19	1	0,19	5
045	Долбежная	0,04	0,005	1	0,005	160
050	Зубофрезерная	2,89	0,392	1	0,392	3
070	Шлифовальная	2,51	0,341	1	0,341	3
075	Шлифовальная	0,56	0,076	1	0,076	11
080	Шлифовальная	0,55	0,075	1	0,075	11
Итого:		10,81		11		291

где Т_{шт(шт-к)} – штучное (штучно-калькуляционное) время на операцию, мин.

m_Р – количество станков, шт.

Р – принятое число рабочих мест, шт.

η_з.ф. – фактический коэффициент загрузки рабочего места.

О – количество операций, выполняемых на рабочем месте, шт.

Количество станков определяется по формуле:

[2, c 20]

Операция 005:

Значения m_р для остальных операций сводим в таблицу 3.

Принятое число рабочих мест Р определяем округлением до ближайшего целого числа полученное значение m_Р. Результаты заносим в таблицу 3.

Фактический коэффициент загрузки рабочего места определяем по формуле:

[2, c 20]

Операция 005:

Значения η_з.ф. для остальных операций сводим в таблицу 3.

Количества операций, выполняемых на одном рабочем месте, определяется по формуле:

[2, c 20]

Операция 005:

Значения О для остальных операций сводим в таблицу 3.

Коэффициент закрепления операций:

[2, c 228]

Вывод: т.к коэффициент закрепления операций К_зо=26,45, то тип производства мелкосерийный. Он характеризуется достаточно большой номенклатурой выпускаемых изделий, периодически повторяющимися партиями.

Определим форму организации технологических процессов.

Решение о целесообразности организации поточного производства принимается на основании сравнения заданного суточного выпуска изделий и расчетной суточной производительности поточной линии при двухсменном режиме работы и ее загрузке не ниже 60%.

Загрузка оборудования составляет:

где η_З.Ф.СР – средний фактический коэффициент загрузки оборудования.

Следовательно, применение поточной линии нецелесообразно. В качестве формы организации производства применяем групповую форму. При групповой форме организации производства запуск изделий производится партиями с определенной периодичностью, что я является одним из признаков серийного производства.

Такт производства определяется по формуле:

[2, c 22]

Количество деталей в партии для одновременного запуска:

[2, c 23]

где а – периодичность запуска в днях, принимаем а = 6 дней.

254 – количество рабочих дней в году.

Расчетное число смен на обработку всей партии деталей на основных рабочих местах:

[2, c 23]

где Т_{ШТ-К ср} – среднее штучно-калькуляционное время по основным операциям, мин.

476 – действительный фонд времени работы оборудования в смену, мин.

где n – количество основных операций.

, принимаем с_ПР = 2 смены.

Определим число деталей в партии, необходимых для загрузки оборудования на основных операциях в течение целого числа смен:

[2, c 23]

Вывод: в результате проведенных расчетов, я определил, что тип производства предприятия будет мелкосерийным с групповой формой организации производства. Для обработки годовой программы деталей «Вал ведущий» N=26250 шт., потребуется обработка партиями по n=778 деталей с периодичностью 6 дней. Партия будет обрабатываться за две смены.

4 ВЫБОР МЕТОДА ПОЛУЧЕНИЯ ЗАГОТОВКИ С ЭКОНОМИЧЕСКИМ ОБОСНОВАНИЕМ

В качестве заготовки для получения детали «Вал ведущий» я предлагаю два метода: штамповка на КГШП и горячекатаный прокат. При штамповке заготовка получает приближенный контур готовой детали. Это уменьшает время производственного цикла изготовления детали, но стоимость увеличивает стоимость заготовки. При прокате стоимость заготовки невысокая в сравнении со штамповкой, но увеличиваются припуски на обработку, а значит и время. Поэтому в данном пункте курсовой работу я произведу анализ этих двух методов с их экономическим обоснованием.

Расчет заготовки (поковки), получаемой штамповкой на КГШП, проводится по ГОСТ 7505-89.

Исходные данные по операции:

Штамповочное оборудование – КГШП

Нагрев заготовки – индукционный

Исходные данные по детали:

Материал – сталь 40Х ГОСТ 4543-71

Масса детали – М_Д = 0,72 кг

Исходные данные для расчета:

Масса поковки – М_П = 1,0 кг

Расчетный коэффициент К_Р = 1,4 [4, таблица 20]

М_П = М_Д · К_Р = 0,72·1,4 = 1,0 кг

Класс точности – Т4 [4, таблица 19]

Группа стали – М2 [4 , таблица 1]

Степень сложности – С2 [4, с 30]

Размеры описывающей поковку фигуры (цилиндр):

Диаметр 44·1,05=46,2 мм

Высота 132·1,05=138,6 мм

Масса описывающей фигуры (расчетная):

где D = 46,2 мм – диаметр фигуры,

Н = 138,6 мм – высота фигуры,

q = 0.00000785 кг/мм³ – плотность материала.

Отношение массы поковки к массе фигуры:

, следовательно степень сложности С2 [4, с 30]

Конфигурация разъема штампа П (плоская) [4, таблица 1]

Исходный индекс – 10 [4, таблица 2]

Припуски и кузнечные напуски:

Основные припуски на размеры, мм: [4, таблица 3]

1,4 – толщина Ø20 и чистота поверхности Ra=1,6 мкм;

1,4 – толщина Ø25 и чистота поверхности Ra=1,6 мкм;

1,5 – толщина Ø30 и чистота поверхности Ra=1,6 мкм;

1,5 – толщина Ø32 и чистота поверхности Ra=1,6 мкм;

1,5 – толщина Ø34 и чистота поверхности Ra=6,3 мкм;

1,6 – толщина Ø44 и чистота поверхности Ra=6,3 мкм;

1,6 – длина 132 и чистота поверхности Ra=6,3 мкм;

1,4 – длина 19 и чистота поверхности Ra=3,2 мкм;

1,4 – длина 15 и чистота поверхности Ra=3,2 мкм;

1,4 – длина 18 и чистота поверхности Ra=6,3 мкм и Ra=3,2 мкм;

1,4 – длина 5 и чистота поверхности Ra=6,3 мкм;

1,4 – длина 46 и чистота поверхности Ra=6,3 мкм.

Дополнительные припуски, учитывающие:

смещение по поверхности разъема штампа – 0,2 мм; [4, таблица 4]

отклонение от плоскостности – 0,4 мм [4, таблица 5]

Штамповочные клоны на наружной поверхности – не более 5º, принимаем 5º. [4, таблица 18]

Размеры поковки и их допускаемые отклонения:

Размеры поковки, мм:

толщина 20+(1,4+0,4)·2=23,6, принимаем Ø23,5 мм;

толщина 25+(1,4+0,4)·2=28,6, принимаем Ø28,5 мм;

толщина 30+(1,5+0,4)·2=33,8, принимаем Ø34 мм;

толщина 32+(1,5+0,4)·2=35,8, принимаем Ø36 мм;

толщина 34+(1,5+0,4)·2=37,8, принимаем Ø38 мм;

толщина 44+(1,6+0,4)·2=48, принимаем Ø48 мм;

длина 132+(1,6+0,2)·2=135,6, принимаем 135,5 мм;

длина 19-1,4+1,6+0,2-0,2=19,2, принимаем 19 мм;

длина 15+1,4-1,4+0,2-0,2=15, принимаем 15 мм;

длина 18+(1,4+0,2)·0,2=21,2, принимаем 21 мм;

длина 5 +1,4-1,4+0,2-0,2=5, принимаем 5 мм;

длина 46 +1,6-1,4+0,2-0,2=46,2, принимаем 46 мм.

Радиус закругления наружных углов – 1,6 мм (минимальный), принимаем 2,0 мм. [4, таблица 7]

Допускаемые отклонения, мм: [4, таблица 8]

толщина Ø23,5 ;

толщина Ø28,5 ;

толщина Ø34 ;

толщина Ø36 ;

толщина Ø38 ;

толщина Ø48

длина 135,5

длина 19

длина 15

длина 21

длина 5

длина 46

Неуказанные предельные отклонения размеров, не указанных на чертеже поковки, принимается равным 1,5 допуска соответствующего размера поковки с равными допускаемыми отклонениями. [4, с 16]

Неуказанные допуски на радиусы закруглений – 1,0 мм. [4, таблица 17]

Допускаемая величина остаточного облоя – 0,6 мм. [4, таблица 10]

Допускаемая отклонение по изогнутости, от плоскостности и от прямолинейности – 0,8 мм. [4, таблица 13]

Допускаемое смещение по поверхности разъема штампа – 0,4 мм.

Допускаемая величина высоты заусенца – 2,0 мм. [4, с 21]

Выполняем чертеж заготовки (см. рисунок 4).

Рисунок 4 – Эскиз поковки вала ведущего.

Масса заготовки (поковки) – М_З = 1,05 кг.

Коэффициент использования материала –

Для сравнения произведем расчет горячекатаного проката в качестве метода для получения заготовки для детали «Вал ведущий». Расчет произведем по методике, изложенной в [1].

Поскольку форма вала имеет относительно небольшую разницу перепада диаметров, а также отсутствуют дополнительные требования к механическим свойствам материала, выбираем в качестве заготовки горячекатаный стальной прокат по ГОСТ 2590-88. Из него разрезкой будут образованы цилиндрические заготовки диаметром d₀ и длиной L₀. Для заданной детали целесообразно использовать прокат круглого сечения. Из имеющихся трех категорий точности проката выбираем обычную точность (В).

Диаметр проката определяем, исходя из наибольшего диаметра детали d=Ø44_-0,62 (h14) мм, добавляя к нему общий припуск на механическую обработку, равный 2П_общ.d: при длине заготовки 132 мм 2П_общ.d = 4 мм. [6]. Отсюда d₀=d_max+2П_общ.d=44+4=48 мм. Допуск на диаметр устанавливается по ГОСТ 2590-88 и составляет +0,4/-0,7 мм. Тогда диаметр круга будет иметь значение d₀=48 - такой круг в ГОСТ2590-88 имеется.

Длина штучной заг8отовки определяется по формуле:

L₀=L_Д+ П_общ.L1+ П_общ.L2

где L_Д=132_-1(h14) – длина готовой детали;

П_общ.L1, П_общ.L2 – общий припуск на сторону на обработку торцовой поверхности. Определяется из [6] и по ОСТ 10-872-81: П_общ.L1= П_общ.L2=1,8 мм.

L₀=132+1,8+1,8=135,6 мм

Предельные отклонения назначаем по 16 квалитету и полю допуска js: L₀=135.6±1.25(js16) мм.

Технические требования, предъявляемые к заготовке (по ГОСТ 2590-88):

допускаемая кривизна заготовки не должна превышать 0,4% от ее длины, т.е. не более 0,5 мм.

овальность проката не должна превышать 50% суммы предельных отклонений по диаметру, т.е. не более 0,5 мм

Резка заготовок производится на пресс-ножницах с прямыми ножами.

Выполняем чертеж заготовки (см. рисунок 5).

Рисунок 5 – Эскиз горячекатаного проката

Определяем массу заготовки:

М_З = 0,001·m_П.М.·L₀=0,001·14,2·135,6=1,93 кг

где m_П.М =14,2 кг – масса одного погонного метра проката [5].

Коэффициент использования материала –

Произведем экономическое обоснование методов получения заготовок. Методика расчета изложена в [2].

Определим себестоимость изготовления заготовки для «Вала ведущего» штамповкой на КГШП.

[2, c 31]

где С_i – базовая стоимость 1 т. заготовок: С_i = 373 руб.; [2, c37]

k_T – коэффициент, зависящий от класса точности заготовки: k_T = 1;

k_С – коэффициент, зависящий группы сложности заготовки: k_С = 0,87;

k_В – коэффициент, зависящий от массы заготовки: k_В = 1,29;

k_М – коэффициент, зависящий от марки материала заготовки: k_М = 1,13;

k_П – коэффициент, зависящий от объема производства заготовки: k_П = 1;

S_ОТХ – ценна 1 т. отходов: S_ОТХ = 26 руб. [2, с 32]

Определим себестоимость изготовления заготовки для «Вала ведущего» горячекатаным прокатом.

[2, c 30]

где М – затраты на материал заготовки, руб.

– технологическая себестоимость операций правки, калибрования прутков, разрезки их на штучные заготовки, руб.

[2, c 30]

где S – стоимость 1 кг материала заготовки: S = 155 руб.

[2, c 30]

где С_О.З. – приведенные затраты на рабочем месте, коп/ч.

Т_ШТ – штучное время на выполнение заготовительных операций.

Для операции правка:

С_П.З = 230 коп/ ч – правка на автоматах; [2, c 30]

Т_ШТ = 1,1 мин

Для разрезки на штучные заготовки:

С_П.З = 883 коп/ ч – резка на ножницах модели Н1834; [2, c 30]

Т_ШТ = 0,3 мин

Тогда стоимость заготовки из горячекатаного проката будет равна:

Годовой экономический эффект сопоставления способов получения заготовок:

[2, c 39]

В данном пункте курсовой работы мной были рассмотрены два метода получения заготовок для детали «Вал ведущий» - штамповка на КГШП и горячекатаный прокат. В ходе данного расчета я разработал чертеж заготовок с техническими требованиями к нему, определил массу заготовок (М_З1=1,05 кг и М_З2=1,93 кг), коэффициент использования материала (К_ИМ1=0,67 и К_ИМ1=0,37), а также рассчитал себестоимость заготовки по каждому из методов (S_ЗАГ1=0,49 руб и S_ЗАГ1=0,36 руб.). В результате произведенного экономического расчета, я определил, что выгодней использовать в качестве заготовки горячекатаный прокат, но при использовании данного метода получения заготовки большое количество металла уходи в отход (в стружку), поэтому в качестве заготовки я принимаю поковку, штампованную на КГШП. Данный метод позволяет приблизить контур заготовки к контуру готовой детали, что позволит уменьшить припуск на обработку, а соответственно, и снизить трудоемкость механической обработки детали и, как следствие, снизить стоимость технологического процесса обработки детали.