Разработка технологического процесса изготовления стакана

 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО  ПРОЦЕССА 

ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТАКАНА

 

Выбор  способа  получения заготовки.

Принимаем способ получения  заготовки литья в оболочковые  формы. Даный вид литья позволяет  уменьшить объем обрубных и очистных работ примерно на 50%, расход металла – на 30 – 50%, а расход формовочной смеси в 10  - 20 раз, сокращает объем последующей механической обработки на 40 – 50%. Кроме этого может быть достигнута точность размеров, соответствующая 12-му квантету, и параметр шероховатости поверхности R_z=20-10 мкм.

Литье в оболочковые  формы применяется в основном для изготовления мелких и средних  отливок. Хорошо льются тонкостенные отливки  из чугуна. Эти все условия подходят к изготавливаемой детали - стакан. Для снятия остаточных напряжений отливки  необходимо применять отпуск. Температура нагрева 500…550ºС, выдержка 5 часов и охлаждение вместе с печью.

 

 

Экономическое обоснование  выбранного способа получения заготовки.

 

Сопоставим два варианта технологического процесса изготовления заготовки стакана способом  литья по технологической себестоимости. Материал детали серый чугун СЧ 20 ГОСТ 14-12-79. Отличительной особенностью сопоставляемых вариантов технологического процесса является: в первом варианте заготовка получается литьем в оболочковые формы, во втором варианте литьем по выплавливаемым моделям.

Исходные данные, необходимые  для определения стоимости сравниваемых заготовок представлены в таблице 1.

 

Таблица 1. Исходные данные для расчета стоимости заготовки

Показатели	Вариант 1	Вариант 2
Вид заготовки	Литье в оболочковые  формы	Литье по выплавляемым моделям
Группа сложности	2	2
Масса заготовки, кг	6,6	6,6
Стоимость одной тонны  заготовок, принятых за базу Сі; грн	3800	5690
Стоимость 1 т стружки Sотх, грн	750	750

 

Стоимость заготовки  определяем по формуле

S_заг= (С₁/1000*Q*k_т* k_с* k_в* k_м* k_п) – (Q-q)* S_отх/1000

где С₁ - базовая стоимость 1 т заготовки, грн;

k_т; k_с; k_в; k_м; k_п – на коэффициенты зависящие от класса точности, группы сложности; массы; марки материала и объема производства заготовок;

Q – масса заготовки;

q – масса детали.

Стоимость заготовки  полученной литьем в оболочковые  формы:

S_об=(3800/1000*6,6*1,05*1,04*0,83*0,91*0,76) – (6,6-5,93)*750/1000=15,22 грн

Стоимость заготовки  полученной литьем по выплавляемым моделям

S_в=(5690/1000*6,6*1*1,08*0,92*0,45*1) – (6,6-5,93)*750/1000=16,47 грн

 

Поскольку массы отливок одинаковы  то коэффициент использования материала  для обоих случаев одинаковый. Таким образом, оптимальным вариантом  получения заготовки для данного  технологического процесса будет литье в оболочковые формы.

 

 

Предварительная разработка и выбор варианта технологического маршрута по минимуму приведенных затрат.

В базовом технологическом  процессе на операции 010 вертикально - сверлильная производится сверление 4^х отверстий Æ 13 мм, а на операции 015

4^х отверстий Æ 6,7 мм. Предлагается данные операции заменить одной операцией и использовать восьмишпиндельную сверлильную головку. Поэтому сопоставим два варианта технологического процесса сверления стакана по технологической себестоимости.

Вариант первый – сверление 4^х отверстий Æ 13 мм.

Обработка на сверлильном станке 2Н150:

Ц=26000 грн  f=1,5 м² – площадь занимаемая станком; Т_шт-к=2,47 мин; α=0,3;

k_м=1,2; Е_н=0,15

 

Часовые приведенные затраты определяем по формуле

С_п.з= С_з + С_ч.з + Е_н (k_c+ k_з)

где С_з – основная и дополнительная зарплата с начислениями,

С_ч.з - часовые затраты по єксплуатации рабочего места

Е_н  - нормативный коэффициент экономической эффективности капитальных вложений (в машиностроении Е_н =0,15) k_c, k_з – удельные часовые капитальные вложения соответственно в станок и здание.

С_з =ε* С_тф*k*у

где  ε – коэффициент  учитывающий дополнительную зарплату, равную 9%, начисления на социальное страхование 37,5% и приработок к основной зарплате в результате перевыполнения норм на 30%

ε=1,09*1,375*1,3=1,948

С_тф – часовая тарифная ставка станочника - сдельщика принимаем 3 разряд 4,12 грн/ч

k – коэффициент , учитывающий зарплату наладчика, для серийного производства 1

Коэффициент учитывает  оплату рабочего при многостаночном обслуживании в нашем случае принимаем 0,65

Тогда

С_з =1,948*4,12*1*0,65=5,22 грн

Часовые затраты на эксплуатацию рабочего места определяем по формуле

С^н_ч.з= С^б.н_ч.з* k_м*φ/1,14

Коэффициент, учитывающий дополнительную производственную площадь проходов, проездов и др. k_f=4.

Производственная площадь занимаемая станком с учетом проходов:

F=f* k_f=1,5*4=6,0 м²

Коэффициент загрузки станка для серийного  производства η_з=0,75

 

Коэффициент φ определяем по формуле

φ =1+ α(1- η_з)/ η_з

для нашего случая согласно (Горбацевич) k_м=0,7, а α=0,22

φ =1+ 0,22*(1-0,75)/0,75=1,073

Принимаем для серийного производства практические часовые затраты на базовом рабочем месте

С^б.н_ч.з=3,63 грн/ч

Тогда

С^к_ч.з=3,63*0,7*1,073/1,14=1,39 грн/ч

Удельные часовые капитальные  вложения соответственно в станок издание будут равны:

k_с=Ц_с/ F_q* η_з=26000/2002*0,75=17,32 грн/ч

k_з= F*Ц_з/ F_q* η_з=6*350/2002*0,75=1,4 грн/ч

С_п.з=5,22+2,39+0,15*(17,32+1,4)=10,42 грн/ч

С_о1= С_п.з* Т_шт-к/60* k_в=10,42*2,47/60*1,3=0,33 грн

Обработка операции  сверления 4^х отверстий Æ 6,7 мм на вертикально – сверлильном станке 2Н125; Ц=15000 грн; f=1,0 м² ;  Т_шт-к=2,39 мин ; k_м=0,5; α=0,19; 2-й разряд работ k_f=4

 

С_з =1,948*4,12*1*0,65=5,22 грн

φ =1+ 0,19*(1-0,75)/0,75=1,063

С^к_ч.з=3,63*0,5*1,063/1,14=1,69 грн/ч

k_с= 15000/2002*0,75=9,99 грн/ч

k_з= 1*4*350/2002*0,75=0,93 грн/ч

С_п.з=5,22+1,69+0,15*(9,99+0,93)=8,55 грн/ч

С_о2= 8,55*2,39/60*1,3=0,26 грн

Вариант 2 – обработка ведется  на станке 2Н150 с использованием восьмишпиндельной  головки

Ц=26000 грн  f=1,5 м²; k_f=4; Т_шт-к=        мин; k_м=0,7; α=0,22; 3-й разряд работ

С_тф =5,48 грн

С_з =1,948*5,48*1*0,65=6,94 грн

φ =1+ 0,22*(1-0,75)/0,75=1,073

С^к_ч.з=3,63*0,7*1,073/1,14=2,39 грн/ч

k_с= 26000/2002*0,75=17,32 грн/ч

k_з= 1,5*4*350/2002*0,75=1,4 грн/ч

С_п.з=6,94+2,39+0,15*(17,32+1,4)=12,14 грн/ч

С_о3= 12,14*1,63/60*1,3=0,25грн

Технологическая себестоимость  обработки по вариантам составит

I вариант С_о1+ С_о2= 0,33 + 0,26 = 0,59 грн

по второму варианту С_о3= 0,25 грн

 

Поэтому годовой экономический  эффект составит

Э_г= (SС_о1 - S С_о2)*N=(0,59-0,25)*10000=3400 грн/год

 

 

Выбор технологических  баз для установки при обработке.

Токарную обработку  стакана будем производить на восьмишпиндельном токарном полуавтомате.

Первоначальная установка  будет производиться в трехкулачковый патрон. Поэтому за черновую базу принимаем  плечики фланца, а закрепление будем производить по наружному диаметру стакана. На первых операциях  будем производить точение торцевой поверхности стакана и внутреннего диаметра. Эти поверхности в дальнейшем будут использоваться в качсетве чистовых баз. На всех остальных операциях деталь будет устанавливаться на оправках за исключением алмазно – расточной операции, где в качестве чистовой базы будет использоваться наружный диаметр стакана.

 

 

Маршрутный технологический  процесс изготовления детали.

Содержание операций технологического процесса и тип оборудования оформлены в виде маршрутных карт приложение 1.

Упрощенно технологический маршрут  обработки стакана приведен в  таблице 2.

 

Таблица 2. Технологический маршрут обработки стакана

 

Номер и наименование операции	Карта эскиза	Модель станка и инструмент
1	2	3
005 Токарная позиция 1 упаковочная		Восьмишпиндельный вертикальный  полуавтомат 1К282
Позиция 3 Точить торец в размер ,‚		1К282 Резец проходной ВК8 державка
Позиция 5 Точить отверстие в  размер ƒ, „,		Резец ВК8 державка
Позиция 7 Точить канавку в  размер †, ‡, ˆ		Резец ВК8 Державка
позиция 2 установочная   Позиция 4 Точить торец в размер ‰, Š		Резец ВК8 державка
Позиция 6 Точить отверстие в размер 11 , 12  , Поверхность наружную в размер 13 , 14 , фаски в размер 15 ,  16		Резец ВК8 державка
Позиция 8 точить канавки в размер 17 , 18 , 19 , 20 , 21		Резец ВК8 державка
010 Вертикально – сверлильная   4 отверстия в размер , ‚, ƒ		Вертикально – сверлильный 2Н150   Восьмишпиндельная головка Сверло Р6 М5
и 4 отверстия в размер , †, ‡
015 Вертикально – сверлильная  зенковать последовательно  4 фаски  в размер 		Вертикально – сверлильный 2Н135 Зенковка
020 Резьбонарезная  Нарезать резьбу последовательно  в 4х отверстиях в размер , ‚		Вертикально – сверлильный 2Н135 Метчик
025 Алмазно – расточная Точить  отверстие в размер , ‚		Алмазно – расточный  ОС 2706 Борштанга
030 Круглошлифовальная  Шлифовать поверхность в размер , ‚		Круглошлифовальный 3М151 Круг шлифовальный ПП 600*63*105

 

 

 Выбор оборудования, режущего инструмента и приспособлений.

Согласно технологического  маршрута обработки выбираем оборудование и инструмент и результаты записываем в таблицу 3.

 

 

Таблица 3. Оборудование, инструмент и приспособления.

 

Номер и наименование операций	Модель станка	Мощ-ность станка, кВт	Режущий инструмент	Количес-тво инструмента шт	Материал режущей части	Приспо-собление
005 Токарная	1К282	40	Резец проходной Резец канавочный Резец фасовочный	6   3   3	ВК8   ВК8   ВК8	Трехкулачковый патрон оправка
010 Вертикально - сверлильная	2Н150	7,5	Сверло Æ 13 Сверло  Æ 6,7	4   4	Р6М5	Головка сверлильная 8 мм шпиндельная, кондук-тор
015 Вертикально - сверлильная	2Н135	4	Зенковка	1	Р6М5	Подстав-ка
020 Резьбонарезная	2Н135	4	Метчик М8	1	Р6М5	Метчикодержатель, подставка
025 Алмазно - расточная	ОС2706	5,5	Резец	2	ВК3	Борштан-га
030 Круглошлифо-вальная	3М151	7,5	Круг ПП 600*63*105. 16А40 ПС 77К5 50м/с	1	Электро-корунд	Оправка

 

 

 Расчет припусков.

 

Расчетно – аналитическим  методом.

Расчет припусков на обработку проводим для двух поверхностей Æ 150h9 и внутренний Æ 130Н7, на остальные обрабатываемые поверхности назначаем припуски и допуски по ГОСТ 7505-89.