5. Выбор способа получения заготовки

При выборе метода получения заготовки решающими факторами являются: форма детали, масса, материал, объем выпуска детали. Окончательное решение о выборе метода применяется на основе технико-экономических расчетов.

Для выбора способа получения заготовки сравнивается стоимость заготовки по базовому варианту S₁ и проектируемому S₂.

где М - затраты на материал заготовки, руб.

- технологическая себестоимость правки, калибрования, разрезки, руб.

Расчёты затрат на материалы и технологической себестоимости выполняются по формулам:

где Q - масса заготовки, кг;

S - цена 1 кг материала заготовки, руб.;

q - масса детали, кг

S_отх - цена 1 кг отходов, руб.

где С_п.з. - приведённые затраты на рабочем месте

где - длина резания при разрезании проката на штучные заготовки,

у - величина врезания перебега (при разрезании дисковой пилой у=6...8 мм)

S_м - минутная подача при разрезании (S_м=50...80мм).

φ - коэффициент, показывающий долю вспомогательного времени в штучном φ=1,84. Расчёт стоимости заготовок, полученных поперечно клиновой прокаткой, выполняется по формуле

где - базовая стоимость одной тонны заготовок, руб.;

- коэффициенты, зависящие от класса точности, степени сложности, массы заготовки, марки материала и от объёма выпуска заготовок соответственно.

Поскольку сведения о способе получения заготовки по базовому варианту отсутствуют , рассчитываем заготовку по двум методам:

При получении заготовки поперечно клиновой прокаткой:

Расчёты затрат на материалы и технологической себестоимости:

(Q=5,7; стоимость 1 кг Стали 40Х S=9968 руб.; q=4,0; S_отх=1700руб.)

Рассчитываем экономический эффект по формуле:

6. Анализ базового варианта технологического процесса

Предметом анализа является технологический процесс изготовления вала полученного методом поперечно-клиновой прокатки. Производство крупносерийное. Годовой объем выпуска – 12000 шт. Технологический процесс состоит из шести операций механической обработки:

Номер, наименование операции	Модель станка
005 Фрезерно-центровальная	2Г942
010 Токарно-копировальная	1М713П
040 Шлицефрезерная	5350
080 Торцекруглошлифовальная	3Т161
083 Круглошлифовальная	3В151
100 Круглошлифовальная	3М151

Динамика изменения размеров детали на различных стадиях ее обработки приведена в Табл. 6.1. В связи с тем, что эта таблица отражает только основные размеры, операции, на которых они не получаются, отражаться не будут.

Таблица 6.1 – Припуски, допуски и размеры заготовки, в миллиметрах

Поверхность, размер детали	Шероховатость детали, Rа, мкм.	Припуск	Отклонения		Размеры заготовки с отклонениями
			+	-
40	12,5	2*2	1,1	0,5	44
52	2,5	2*2	1,1	0,5	56
70	6,3	2*2	1,1	0,5	74
40	1,25	2*2	1,1	0,5	44

Общая последовательность образования элементов детали в процессе механической обработке можно считать рациональной, и, следовательно, существенные изменения в эту последовательность вносить не будем. Метод получения заготовки соответствует принятому типу производства.

Для анализа применяемого для обработки данной детали оборудования составляем табл. 6.2 и 6.3.

Таблица 6.2 – Технологические возможности применяемого оборудования

№ оп.	Модель станка	Технологические возможности метода обработки
		Квалитет точности	Шероховатость обрабатываемой поверхности, мкм
005	2Г942	8	6,3
010	1М713П	8	6,3
040	5350	10	6,3
080	3Т161	7	1,25
083	3В151	6	1,25
100	3М151	7	2,5

Таблица 6.3 – Характеристика степени использования применяемого оборудования

Модель станка	Количество станков на операции	Коэффициент загрузки станка
2Г942	1	0,042
1М713П	1	0,109
5350	1	0,987
3Т161	1	0,199
3В151	1
3М151	1

Анализ приведенных в таблицах сведений показывает, что станки, используемые на операциях по габаритным размерам обрабатываемой заготовки, достигаемой точности и шероховатости поверхностей соответствуют требуемым условиям обработки данной детали. Почти все станки, находящиеся на указанных операциях, являются относительно недорогими.

Для анализа автоматизации технологического процесса и каждой входящей в него операции составляем Табл. 6.4.

Как видно из этой таблицы, степень механизации и автоматизации для технологического процесса невелика. Для повышения производительности следует автоматизировать процесс загрузки-разгрузки станков и межоперационный транспорт обрабатываемых деталей.

Таблица 6.4 –Характеристика механизации и автоматизации технологического процесса

№ Опера-ции	Модель станка	Управление циклом станка	Способ загрузки заготовок	Вид межоперационного транспорта	d= Тм/ Тшт	Качественная оценка механизации и автоматизации
						Категория
005	2Г942	ручн.	ручн.	тележка	0,8	Повышенная
010	1М713П	ручн.	ручн.	тележка	0,5	Средняя
040	5350	ручн.	ручн.	тележка	0,83	Повышенная
080	3Т161	автом.	ручн.	тележка	0,97	Высокая
083	3В151	автом.	ручн.	тележка	0,83	Повышенная
100	3М151	автом.	ручн.	тележка	0,9	Высокая

Для оценки станочных приспособлений, режущего инструмента, средств технического контроля составляем табл. 6.5…6.7

Таблица 6.5.Установочно-зажимные приспособления

№ Операции	Название приспособления	Вид приспособления	Привод приспособления	Количество приспособлений на станке
005	Прижим	УНП	гидро	2
010	Патрон поводковый	УНП	пневмо	1
040	Патрон поводковый	УНП	пневмо	1
080	Патрон поводковый	УНП	пневмо	1
083	Патрон поводковый	УНП	пневмо	1
100	Патрон поводковый	УНП	пневмо	1

Таблица 6.6 – Режущий инструмент

№ опера­ции	Наименование инструмента	Вид инстру-мента	Материал режущей части инструмента	СОЖ	Метод на­стройки на размер.	Режимы реза­ния
						V м/мин	S мм/об (мм/зуб)	t, мм
005	Фреза сб. правая и левая Сверло	станд	Р6М5	эмульсия	по пробн. дет.	127 25	0,8 0,063	4,5 9
010	Резец проходной ОРШИЗ PSSNL2525M12	станд	Т15К6	эмульсия	по эталону	116	0,2	4
040	Фреза червячная	станд	Р6М5	масло	по эталону	22,6	2,57	3,5
080	Круг шлиф. 90 750х50х305	станд	Электрокорунд белый	эмульсия	по эталону	25	0,8	0,3
083	Круг шл. 140х32х13	станд	Электрокорунд белый	эмульсия	по эталону	22,9	0,0058	0,3
100	Круг шл. 140х32х13 25А25-П ГОСТ 2424-83	станд	Электрокорунд белый	эмульсия	по эталону	22	0,0015	0,12

Таблица 6.7 – Средства технического контроля

№ оп	Наименование инструмента	Вид инст румента	Точность измерения мм.	Допуск на изме­ряемый размер, мм
1	2	3	4	5
005	ШЦ-1-125-0,1 ГОСТ 166-89	Станд.	0,1	1,2
010	ШЦ-3-200-0,5 ГОСТ 166-89 ШЦ-1-125-0,1 ГОСТ 166-89 Кольцо 50,6 8125-7064	Станд. Станд. Станд.	0,5 0,1	0,62 0,54
40	ШЦ-1-125-0,1 ГОСТ 166-89	Станд.	0,1	0,4
080	Калибр 8141-7968 Кольцо 50,6 8125-7064	Станд Спец.	-	-
083	ШЦ-1-125-0,1 ГОСТ 166-89 Присл. Контур 8532-5766 Оправка 8031-6019-42	Станд. Спец. Станд.	0,1 -	0,54 -
100	Калибр 8141-7968 Скоба 3 8103-9991-04	Станд. Станд.	-	-

Используемое на операциях установочно-зажимные приспособления с быстродействующим пневмо- и гидроприводом, позволяет получить достаточную жесткость системы.

Как видно из табл. 6.6, в технологическом процессе применяется стандартный покупной инструмент, что ускоряет технологическую подготовку производства и уменьшает затраты на него, а также твердосплавные режущие материалы и абразивные круги. Режимы резания достаточно высокие, обработка ведется с применением СОЖ, что позволяет вести ее с высокими скоростями резания и сохранением оптимальных периодов стойкости инструмента. На всех операциях используются прогрессивные методы настройки на размер.

В рассматриваемом технологическом процессе применена специализированная вспомогательная оснастка. Затраты времени на смену (правку) инструмента можно снизить, если применить более стойкие твердосплавные инструменты с износостойкими покрытиями. Крепление инструментов, их установка и смена не сложны. Таким образом, вспомогательная оснастка соответствует данному типу производства.

В технологическом процессе применены быстродействующие измерительные инструменты (универсальные и специальные). Точность измерения достаточно высокая (погрешность измерения не превышает 30% допуска на размер). Оснащенность измерительными средствами операций обработки хорошая. Дополнительных мероприятий по совершенствованию оснащения операций измерительными инструментами не требуется.

Действующий технологический процесс можно совершенствовать следующим образом с учетом крупносерийного производства:

на операциях 005 объединить сверлильную операцию с фрезерной (обеспечит совмещение технологической и измерительной баз при зенкеровании отверстия и как следствие увеличит точность обработки);

использовать режущие инструменты, снабженные износостойкими покрытиями TiN;

использовать станки с ЧПУ.