1. Характеристика объектА производства

Среди большого количества деталей типа тел вращения значительную долю составляют валы, т. е. такие детали, которые характеризуются размерным соотношением L>2D, где L и D – соответственно длина и наибольший наружный диаметр детали. К основным поверхностям, подлежащим обработке, относятся внутренние и наружные цилиндрические поверхности и торцы. Поскольку детали представляют собой тела вращения, то черновая и чистовая обработка ведется на станках токарного типа, а отделочные операции на шлифовальных и расточных станках.

К большинству деталей типа вал предъявляются высокие технические требования по точности обработки и качеству поверхностного слоя обрабатываемых поверхностей. Особое внимание уделяется обеспечению концентричности наружных соосно расположенных поверхностей и перпендикулярности торцев к осям отверстий. Точность диаметральных наружных сопрягаемых поверхностей соответствуют 7-9 квалитету, а для наиболее ответственных поверхностей даже 6-му квалитету; допуск торцевого биения наружной цилиндрической поверхности составляет 0,03-0,05 мм. Шероховатость наружных поверхностей Ra=2,5-1,25 мкм, торцевых поверхностей Rа=40-1,25 мкм.

Для изготовления деталей типа вал применяют самые разнообразные конструкционные материалы: углеродистые и легированные стали, цветные металлы и сплавы, металлические порошки и др.

Для получения стальных заготовок наиболее прогрессивной является штамповка на горизонтально-ковочных машинах (ГКМ) и кривошипно-горячештамповочные прессы (КГШП) или прокат.

Для дипломного проектирования подобраны типичные представители деталей типа вал. Деталь входит в состав центрифуги.

К материалу, из которого изготовляется деталь, предъявляются следующие требования: высокая прочность, вязкость, хорошая обрабатываемость, малая чувствительность к концентрации напряжений, повышенная износостойкость. Всем этим требованиям отвечает сталь 38ХС, из которой изготовлен вал

2. Технологический раздел

2.1. Определение типа производства

Тип производства во многом определяет выбор заготовки, технологического оснащения, метода организации производства и квалификацию производственных рабочих.

В соответствии с ГОСТ 3.1121-84 тип производства характеризуется коэффициентом закрепления операций (К_З.О):

1 ≤ К_З.О < 10 – массовое и крупносерийное производство;

10 ≤ К_З.О < 20 – среднесерийное производство;

20 ≤ К_З.О < 40 – мелкосерийное производство;

40 ≤ К_З.О – единичное производство.

Величина коэффициента закрепления операций определяется по формуле:

К_З.О = , (2.1.)

где О – суммарное количество различных операций, выполняемых на производственном участке в течение месяца; Р – суммарное число рабочих мест, на которых выполняются данные операции.

Значения (О) и (Р) определяются из данных наблюдения непосредственно на производственном участке, где изготовляется данная деталь. При выполнении курсового проекта определение величины (К_З.О) путем длительных наблюдений является неприемлемым, поэтому с достаточной для учебного проекта точностью тип производства рассчитывается следующим образом:

Определяется расчетное количество станков, необходимых для выполнения каждой станочной операции (С_рi)

С_рi = , (2.2.)

где N – объем годового выпуска деталей, N = 15000 шт.;

t_шт.-к. – штучно-калькуляционное время i-ой операции, мин; при расчете по формуле (2.2) в качестве t_шт.-к. используем штучное время базового технологического процесса;

F_о – эффективный годовой фонд времени работы станка; F_о = 4060 для универсальных станков, F_о = 3890 часов для ЧПУ станков при 2^х сменном рабочем дне;

К_В – средний коэффициент выполнения норм времени. При обработке на станках с ручным управлением К_В = 1,1 – 1,2, на станках с ЧПУ, автоматах, полуавтоматах и агрегатных станках К_В = 1,0;

К_Р – коэффициент, учитывающий потери по организационно - техническим причинам. Для расчетов можно принять К_Р = 0,95.

Таблица 2.1.

Обработка детали в базовой технологии

№	Наименование операции	Модель станка	Тп.з.мин.
			Тшт.мин.
000	Заготовительная	-	-
005	Токарная	1341	22
			1
010	Токарная	1341	22
			1,1
015	Токарная	16616Ф3	26
			3,4
020	Шлифовальная	3Б151	5,85
			4,5
025	Фрезерная	6М12П	19
			0,16
030	Слесарная	Верстак	14
035	Сверлильная	2М55	17
			1,8
040	Фрезерная	6М12П	20
			1,25
045	Сверлильная	2М55	20
			1,9
050	Слесарная	Верстак	14
055	Фрезерная	6М12П	17
			1,25
060	Токарная	1К62	17
			1,25
065	Слесарная	Верстак	14
070	Моечная	-	14
075	Контрольная	Контрольный стол	21
080	Сверлильная	2М55	17
			2,9
085	Шлифовальная	3Б62	16
			2,7
090	Токарная	1К62	19
			1,09
095	Слесарная	Верстак	14
100	Моечная	-	15
105	Контрольная	Контрольный стол	20

Определим расчетное количество оборудования:

С_р005 = = 0,06; С_р010 = = 0,07;

С_р015 = = 0,22; С_р020 = = 0,29;

С_р025 = = 0,01; С_р035 = = 0,11;

С_р040 = = 0,08 С_р045 = = 0,12;

С_р055 = = 0,08; С_р060 = = 0,08;

С_р080 = = 0,18; С_р085 = = 0,17;

С_р090 = = 0,07;

Округляем С_рi расчетное и получим необходимое количество оборудования по базовой технологии:

С_п005 =1; С_п010 =1; С_п015 =1; С_п020 =1; С_п025 =1; С_п035 =1; С_п040 =1; С_п045 =1;

С_п055 =1; С_п060 =1; С_п080 =1; С_п085 =1; С_п090 =1;

Общее количество технологического оборудования: С_∑ = 13.

Рассчитывается коэффициент загрузки каждого рабочего места (η_зi)

η_зi = (2.3.)

η_{з 005} =0,06; η_{з 010} =0,07; η_{з 015} =0,22; η_{з 020} =0,29; η_{з 025} =0,01; η_{з 035} =0,11;

η_{з 040} =0,08; η_{з 045} =0,12;η_{з 055} =0,08; η_{з 060} =0,08; η_{з 080} =0,18; η_{з 085} =0,17;

η_{з 090} =0,07;

Определяется число операций, закрепленных за одним рабочим местом (Q_Р.М.i)

Q_Р.М.i = , (2.4.)

где η_н - нормативный коэффициент загрузки оборудования. Для расчетов можно принимать η_н = 0,7-0,8.

Q_Р.М.005= = 12,3; Q_Р.М.010= 11,2; Q_Р.М.015= 3,6; Q_Р.М.020= 2,7; Q_Р.М.025=77;

Q_Р.М.035 =6,8; Q_Р.М.040 =9,8; Q_Р.М.045=6,4. Q_Р.М.055 =9,8; Q_Р.М.060 =9,8; Q_Р.М.080=4,2;

Q_Р.М.085 =4,5; Q_Р.М.090 =11,3;

Рассчитывается величина коэффициента закрепления операций (К_з.о)

К_з.о = , (2.5.)

где - общее число рабочих мест, на которых выполняются все станочные операции по изготовлению детали.

К_з.о = = 13

В соответствии с ГОСТ 3.1121-84 тип производства – среднесерийный

В серийном производстве детали изготовляются партиями. Количество заготовок в партии для одновременного запуска можно определить по формуле:

n = , (2.6.)

где - количество запусков в год. Для среднесерийного – 12.

n = 15000/12 = 1250 шт/партия.

Определен тип производства и размер партии детали представителя, при дальнейшей работе будем опираться на полученные результаты для оптимального выбора технологического оборудования.