Технологический процесс механической обработки детали – вал приводной с демпфером с экономическим обоснованием технологического проце

 

       Таблица 1,1

Химический  состав в % материала 40Х

     Таблица 1.2.

Механические  свойства стали 40Х

 

Обозначения:

 

3. Качественная оценка технологичности конструкции

     Материалом для данной детали служит сталь 40х. Данная сталь хорошо подвергается механической обработке, но трудносвариваема, резание производится в горячем состоянии. Валы из этой стали имеют относительно большую массу, подвержены атмосферной коррозии и при частоте вращения около 5000 об/мин генерируют своеобразный шум.

     С точки зрения технологичности конструкции  данной детали, следует сказать, что данный приводной вал технологичен, так как не содержит большого количества уступов, следовательно количество заточек уменьшено.

     Заготовка получена путем обработки болванки стального прутка(рис.3).

      рисунок 3 

     Заготовка отрезается от прутка и обтачивается, что является достаточно расточительно, т.к. около 70 процентов металла уходит в стружку. Для повышения технологичности можно было бы применить штамповку в закрытых штампах, а также поковку.

      

     Таким образом, оценивая комплекс описанных  показателей, можно прийти к выводу, что конструкция вала технологична, но ее можно усовершенствовать. 
 

     4. Количественная оценка технологичности конструкции.

       Она может быть осуществлена только при использовании соответствующих базовых показателей технологичности. Поэтому необходимо определить основные и дополнительные показатели.

     При оценке технологичности согласно [3] используются следующие  показатели:

     Коэффициент унификации конструктивных элементов 

     К_у.э= Q _у.э / Q _э , 

где Q _у.э и Q _э – соответственно число унифицированных конструктивных элементов детали и общее, шт. 

К_у.э = 15/18 = 0,833(3) 

     Коэффициент применяемости стандартизованных  обрабатываемых поверхностей 

     К_п.ст= D_o.c / D_м.о , 

где D_o.c , D_м.о - соответственно число поверхностей детали, обрабатываемых  стандартным инструментом, и всех, подвергаемых механической обработке поверхностей, шт. 

     К_п.ст = 17/18 =0,94(4) 
 

     Коэффициент использования материала 

     К_и.м = q / Q , 

где q , Q – масса детали и заготовки соответственно, кг. 

     К_и.м = 18/30=0,6 

Масса детали равна 18 кг;

Максимальное  значение квалитета  обработки IT -  10;

     Максимальное  значение параметра  шероховатости обрабатываемых поверхностей Ra – 12,5;

     Коэффициент применения типовых технологических процессов при изготовлении данной детали 
 

       Таким образом, проанализировав  количественные показатели технологичности для данной детали, следует сказать, что, с точки зрения конструкции, приводной вал может характеризоваться с положительной стороны. Он имеет простую форму, в нем наличествует большое количество поверхностей, не требующих обработки резанием. Простые формы обрабатываемых поверхностей так же являются положительным фактором. Наличие сложнопрофильных поверхностей: шлицев и отверстий компенсируется обработкой стандартным инструментом.

     Приводной вал не имеет конструктивных специфических элементов, в нем рационально расставлены размеры.

5. Действующие техпроцессы получения заготовок с экономическим обоснованием по их усовершенствованию

 

     Заготовку для данной детали на заводе получают путем отрезания заготовки от стального прутка. При таком виде получения заготовок расходуется большое количество материала, причем коэффициент использования материала низок.

     В крупносерийном производстве к числу основных малоотходных методов изготовления заготовок приводных валов относится горячая штамповка. При штамповке в открытых штампах полость рабочего ручья не замкнута, и деформируемый металл имеет из него выход. В этом случае объем исходной заготовки значительно превышает объем штамповки. Наблюдается потеря металла, доходящей до 20-25% и более от веса штамповки, значительно удорожающей ее себестоимость. В результате требуется проведение операции обрезки и увеличение усилия деформации.

     В целях улучшения качества получаемой заготовки и уменьшения её стоимости предлагается использовать для производства данной заготовки штамповку в закрытых штампах.

     Способ  штамповки в закрытых штампах  наиболее прогрессивен и экономичен. Он позволяет получить точную штамповку с минимальной последующей обработкой резанием, значительно снизить себестоимость штамповки и наиболее полно отвечает современным требованиям машиностроительного производства. Одними из основных показателей эффективности кузнечно-штамповочного производства являются коэффициент весовой точности и коэффициент использования материла.

     Коэффициент весовой точности характеризует  трудоемкость последующей обработки  резанием, а коэффициент использования  материала – степень экономичности принятой технологии.

     В среднем безоблойная штамповка  позволяет повысить коэффициент весовой точности и коэффициент использования материала в среднем на 15-40%. Производительность повышается в 1,1-2 раза.

     Указанная обработка улучшает механические свойства штамповок на 5-25% в сравнении с обычной раздельной термообработкой и позволяет применить в ряде случаев менее легированные и, следовательно, более дешевые стали.

     Как видно, штамповка в закрытых штампах  является наиболее прогрессивным и  экономичным способом изготовления штамповок, позволяющим снизить их себестоимость на 10-40%, и заслуживает широкого распространения.

     В результате применения нового способа  получения заготовки детали будут получаться более точные, значительно сократится и трудоемкость их последующей обработки резанием, а также существенно повысится  коэффициент использования материала (приблизительно на 25%).

     Себестоимость заготовок, получаемых штамповкой, определяется по формуле: 

     S_заг=(

Q k_Т k_С k_В k_М k_П) – (Q –q) , 

Где S –  базовая стоимость 1 т заготовок, S = 10.000.000 руб.;

Q – масса заготовки, кг ; q – масса готовой детали, кг;

 k_Т, k_С, k_В, k_М, k_П – коэффициенты, зависящие соответственно от класса точности, группы сложности, массы, марки материала и объема производства заготовок;

S_отх – стоимость 1 т отходов, S_отх = 400000 руб.

Базовый заводской коэффициент использования  материала равен 0,6. При планируемом повышении коэффициента использования материала на 15% для штамповки в закрытых штампах он будет равен 0,6×1,15= 0,69. Тогда масса заготовки для штамповки в закрытых штампах составит 30кг / 0,75 = 40 кг.

Для принятого варианта изготовления заготовки: Q=30 кг; q=18 кг; k_Т=1; k_С=1; k_В =0,75; k_М=1,79; k_П =1.

Для базового варианта изготовления заготовки: Q=40 кг; q=18 кг; k_Т=1; k_С=1; k_В =0,75; k_М=1,79; k_П =1.

Себестоимость заготовки для принятого варианта:

     S_{заг 0}=(10.000.000/1000*30*1*1*0,75*1,79*1) – (30 – 18)*400000/1000 = 402750 – 4800= 397950 руб.

Себестоимость заготовки для базового варианта:

     S_{заг 1}=(10.000.000/1000*40*1*1*0,75*1,79*1) – (40 – 18)*400000/1000 = 537000 -- 8800   = 528200 руб. 

     Годовой экономический эффект от введения метода штамповки в закрытых штампах  равен: 

Э_заг = (S_{заг 0} - S_{заг 1})N_г = (528200-397950) × 500 = 65125000 руб. 

     Таким образом, при введении нового метода штамповки в закрытых штампах предприятие получит экономию в размере 62.125.000 руб. Также будет достигнута экономия и на операциях механической обработки за счет уменьшения припусков, снижения времени обработки, экономии инструмента и т. д.