Курс лекций по "Технологии машиностроения"

      Чем больше припуск, тем больше требуется  времени на обработку, больше затрат энергии на оснастку, затраты на зарплату и т. д.

      Чем меньше припуск, тем дороже заготовка, так как заготовки с меньшими припусками являются более точными, для их получения требуется более точное оборудование и оснастка, хотя затраты на материал меньше.

      2.1.2. Пример второй

      Определение оптимальной точности с учетом затрат на изготовление деталей соединения и последующую их сборку. Мера точности – допуски на изготовление деталей.

      Затраты на изготовление при уменьшении допуска  растут, так как приходится вводить  несколько технологических операций (черновой, чистовой и отделочной обработки). С увеличение допуска увеличиваются затраты на сборку. Затраты растут, так как некоторые детали нужно собирать с пригонкой, затрачивая время и энергию и пр.

      2.1.3. Пример третий

      Определение оптимальной точности с учетом затрат на изготовление детали и затрат на эксплуатацию собранного из них соединения. Мера точности – допус на зазор (TS) между поршнем и цилиндром.

      Затраты на эксплуатацию при увеличении допуска  растут, так как увеличиваются  протечки масла из одной полости  в другую.

      2.2. Механические свойства детали

      Механические  свойства детали зависят от качества материала, конфигурации деталей и  применяемых методов термообработки.

      В данном курсе отметим, что операции термообработки входят в маршрут  операций обработки деталей:

• для снятия внутренних напряжений и улучшения структуры (отжиг, нормализация);
• для обеспечения заданной на чертеже твердости (закалка).

      После закалки обработка осуществляется, как правило, абразивными инструментами (например, шлифованием) из-за высокой  твердости заготовки.

      2.3. Качество поверхностного слоя детали

      Это состояние поверхностного слоя детали как результат воздействия одного или нескольких последовательно  применяемых технических методов.

      Качество  поверхности деталей машин характеризуется:

• Шероховатостью;
• Волнистостью;
• Физико-механическими свойствами поверхностного слоя:
• твердостью;
• структурными и фазовыми превращениями;
• величиной, знаком и глубиной распространения остаточных напряжений;
• деформацией кристаллической решетки материала.

      При применении химико-термической обработки изменяется также химический состав материала поверхностного слоя.

      У готовой детали качество обрабатываемых поверхностей обеспечивается в основном при окончательной обработке.

      Предшествующая обработка, а также заготовительные процессы оказывают определенное влияние в силу технологической последовательности.

      Качество  поверхности влияет на эксплуатационные свойства деталей машин:

• Износ рабочих поверхностей;
• Контактная жесткость стыков;
• Усталостная прочность;
• Коррозионная стойкость.

      Необходимое из условий эксплуатации качество поверхностей деталей машин задается конструктором. Обеспечением качества поверхностей, заданного конфигурацией, занимаются техники.

      При задании значения параметров качества машин необходимо обеспечивать минимум  затрат на изготовление и эксплуатацию машин. Например, определение оптимальной шероховатости поверхности деталей с учетом затрат на ее изготовление и эксплуатацию. Увеличение шероховатости влечет уменьшение стоимости изготовления, так как необходимо лишь применение одного чернового метода обработки, необходим один рабочий низкой квалификации, необходимо меньше энергии, меньше затрат на оснастку и др.

      

      2.4. Производительность  технологического  процесса

 

      

      T_ШК – штучно-коллекционное время.

      

      T_ш – норма штучного времени на операцию.

      T_пз – норма подготовительно-заключительного времени на операцию, время на подготовку рабочего места и самого рабочего для изготовления партии деталей объемом n_зап.

      

      

      T_О – основное время, затрачиваемое непосредственно на обработку детали.

      T_В – вспомогательное время, необходимое для обеспечения выполнения основных переходов.

      T_ОО – время организационного обслуживания.

      T_ТО – техническое обслуживание.

      T_ОТД – время отдыха.

      T_ОП – оперативное время.

      

      

      a_ОБ – время на обслуживание рабочего места в процентах от оперативного времени.

      a_ОТД – время на отдых в процентах от оперативного времени.

      l_ВР – длина врезания.

      l_ОБР – длина обработки.

      l_ПЕР – длина перебега.

      

      

      z – припуск, t – глубина резанья.

      Глубина резанья t обычно до 4 мм.

      T_О обычно составляет 80% всего времени.

      l_ОБР определяется при конструировании.

      l_ВР и l_ПЕР уменьшают при одновременной обработке нескольких деталей.

      Трудоемкость  определяется продолжительностью изготовления изделий при нормальной интенсивности  труда в час и может оценивать  нормы штучно-коллекционного времени.

      Станкоемкость характеризуется продолжительностью времени, в течение которого заняты станки и другое оборудование, и может оценивать на универсальных станках нормы основного времени, а на автоматизированных станках - нормой машинного времени.

      2.5. Себестоимость

      C_Ц - цеховая себестоимость.

      

      C_М – затраты на материалы.

      C_Т – технологическая себестоимость.

      

      

      k’_ИМ – коэффициент используемых материалов.

      m_З – масса заготовки.

      m_Д – масса детали.

      k_ПМ – коэффициент потерь материала.

      k_ТР – коэффициент транспортно-заготовительных расходов.

      m_О – масса отходов.

      Ц_О – цена материала отходов.

      

      M – материалоемкость.

      Для снижения затрат материалов следует  приближать массу заготовке к  массе детали. Это минимизирует припуски на обработку.

      C_Т – технологическая себестоимость.

      

      

      C_З – зарплата.

      C_Э – энергия.

      C_ОСН – оснастка.

      C_А – амортизация.

      C_Р – ремонт.

      Затраты на электроэнергию.

      

      N_Д – установленная мощность двигателя.

      K_N – коэффициент использования двигателя станка по мощночти.

      K_ВР – коэффициент использования станка по времени.

      Ц_Э – цена электроэнергии.

      h - КПД привода.

      N_КИ – коэффициент условной обработки.

      Э – электроемкость.

      

      K_ВР – коэффициент времени.

      N_Ц – мощность двигателя.

      N_ЭФ – мощность на процессе.

      

       кВт

      P_Z – сила резанья.

      V – скорость резанья.

      Для снижения P_Z нужно снижать следующие режимы:

      Скорость

      Глубина

      Подача.

      2.5.1. Влияние технологической оснастки на эффективность технологического процесса

      Например, в технологическом процессе обработки  резаньем применяют:

• Приспособления для установки заготовок;
• Вспомогательные инструменты – приспособления для закрепления режущего инструмента;
• Режущий инструмент (резцы, фрезы и т. д.);
• Измерительный инструмент.

      Применение  приспособлений позволяет:

• Повысить производительность за счет:
• Снижения части вспомогательного времени на установку снятие заготовки;
• Снижение основного времени при многоместной установке.
• Повысить точность обработки.

      Применение  вспомогательного инструмента позволяет:

• Повысить производительность за счет сокращения вспомогательного времени на смену режущего инструмента.
• Повысить точность детали за счет высокой точности вспомогательного инструмента.

      Применение  соответствующего режущего инструмента  позволяет:

• Повысить производительность за счет сокращения основного времени при повышении скорости обработки и подачи.
• Повысить точность деталей за счет применения точного мерного инструмента.

      Применение  соответствующего измерительного инструмента  позволяет:

• Сократить вспомогательное время на контрольных измерениях;
• Повысить точность за счет исключения брака.

      2.5.2. Влияние вспомогательных материалов на эффективность технологического процесса

      Вспомогательные материалы – это смазочно-охлаждающие  вещества при резании (сварочная  проволока), материалы для очистки  литья. Например, применение смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ) при резании позволяет повысить производительность и качество деталей.