Технологический процесс механической обработки__шпинделя ____ с годовой программой 720 штук

1. Деталь должна изготавливаться  из стандартных заготовок.

2. Конструкция детали  должна обеспечивать доступность  обработки ее поверхности.

3. Конструкция детали  должна обеспечивать возможность применения типовых, групповых или стандартных технологических процессов; размеры детали должны быть унифицированы.

4. Свойства материала  детали должны удовлетворять  существующей технологии изготовления, хранения и транспортировки.

Таблица 3

Анализ технологичности  конструкции детали по геометрической форме и конфигурации поверхностей:

 

№	Требования  технологичности	Эскиз                              (мм)	Характеристика  технологичности
	1	2	3
1	Деталь должна изготавливаться из стандартных заготовок		Конструкция детали технологична, так как в качестве заготовки  используется круглый калиброванный  пруток
2	Конструкция детали должна обеспечивать доступность обработки  ее поверхности		Конструкция детали технологична, так как поверхности доступны для обработки на станках
3	Конструкция детали возможность  должна обеспечивать групповых или  стандартных технологических процессов; размеры  детали должны быть  унифицированы		Конструкция детали технологична, так как размеры детали унифицированны и применен типовой технологический процесс
4	Свойства материала  детали должны удовлетворять существующей технологии изготовления, хранения и транспортировки		Конструкция детали технологична, так как деталь изготавливается  из стали марки Ст 6, свойства которой удовлетворяют существующей технологии изготовления, хранения и транспортировки

 

 

\Вывод: по конфигурации поверхности и геометрической форме шпиндель имеет конструкцию, которую в целом можно признать технологичной. Кроме того, по принадлежности шпиндель – это взаимосвязанная деталь, так как является составляющей частью сборочной единицы «вентиль запорный».

 

1.3 Выбор типа  и организационной формы производства

 

Тип производства – это  совокупность признаков, определяющих организационно технологическую характеристику производственного процесса, осуществляемого как на одном рабочем месте, так и на совокупности их в масштабе участка, цеха, завода [9].

В машиностроении тип  производства определяет содержание, количество и последовательность выполнения операций технологического процесса обработки детали или сборки, используемое оборудование, оснастку, режущий и вспомогательный инструмент, средства контроля и автоматизации, а так же форму организации этих процессов. Его можно определить, последовательно рассчитывая следующие показатели, необходимые для принятия решения о выборе типа производства.

1. Программа запуска заготовок определяется по формуле:

Пз= П + (П*Бз/100) + (П*Бн/100) + (П*БЧ/100), где

П - заданная программа выпуска деталей -  шт.;

Бз-  брак заготовительных цехов, % (1-3%);

Бн- брак на наладку оборудования, % (0,5-1%);

бч- запасные части, % (10-20%);

Пз= 720 + (720*2/100) + (720*0,7/100) + (720*10/100) ≈ 812 (шт.)

2. Такт выпуска деталей представляет собой интервал времени, через который периодически производится выпуск изделий или заготовок определенных наименований, типоразмера и исполнения, и рассчитывается следующим образом:

Твып = 60*Fд*m/Пз, где

Fд- действительный годовой фонд времени за одну смену, час. ;

m - число рабочих смен, шт.

Твып = 60*2008*1/812=148,8 (мин)

3. Коэффициент закрепления операций определяет число операций, которое можно было бы закрепить за одним рабочим местом для полной его загрузки в течение расчетного периода времени:

K3 = Non/Np, где

Non - число всех технологических операций, выполняемых в определенный промежуток времени, шт.;

Np - число рабочих мест, шт.;

В нашем случае Non= 14 шт., а  Np = 2 места.

Кз= 14/2=7

Данный коэффициент  является одной из основных характеристик  типа производства. По его  значению  выбираем тип производства и  делаем вывод, что производство серийное.

4. Коэффициент серийности рассчитывается по формуле

Ксер =Твып/Тшт.ср. где

Тшт.ср. - среднее штучное время обработки детали, мин.;

В нашем случае  Тшт.ср. = 15,3 мин

Ксер = 148,8/14,6=9,72

Серийное производство характеризуется ограниченной номенклатурой изделий, изготавливаемых периодически повторяющимися партиями, и сравнительно большим объемом выпуска. На заводах серийного производства изготавливается около 60% всей продукции машиностроения (станков, автомашин, насосов и др.). [5, стр. 119] В зависимости от количества изделий в партии различают три разновидности серийного производства: крупносерийное (по своим характеристикам тяготеет к массовому); среднесерийное (наиболее характерная регулярность и стабильность повторения партий); мелкосерийное (нерегулярная, эпизодическая повторяемость выпуска изделий через длительные периоды времени, тяготеет к единичному производству). В нашем случае можно говорить о среднесерийном производстве.

В среднесерийном производстве, обычно именуемом серийным, оборудование располагают в соответствии с последовательностью выполнения этапов обработки заготовок. За каждой единицей оборудования закрепляют несколько технологических операций, для выполнения которых проводят переналадку оборудования. Размер производственной партии - от нескольких десятков до сотен деталей.

Размер партии деталей  рассчитывается по следующей формуле :

n = Пз*А/Ф, где

А - число дней работы на запасе деталей со склада, шт.;

Ф - число рабочих дней в году;

В нашем случае Ф = 251 день, а А = 5 дней.

n= 812*5/251 = 17 (шт.)

Для расчетов принимаем  размер партии - 17 деталей.

Вывод: деталь шпиндель изготавливают партиями в 17 штук, повторяющимися через определенные промежутки времени.

 

1.4 Обоснование и выбор способа получения заготовок.

 

Заготовка — это предмет производства, из которого изменением формы и размеров, свойств материала и шероховатости поверхности изготавливают деталь или неразъемную сборочную единицу — узел.

Выбрать заготовку — это значит определить ее рациональный вид, определяющий конфигурацию заготовки,  припуски на обработку, размеры заготовки, допуски на точность их выполнения, назначить технические условия на выполнение заготовки и выбрать оборудование. Конфигурация заготовки вытекает из конструкции детали и определяется ее размерами и материалом, условиями работы детали в машине с учетом статических, динамических, температурных и других нагрузок.

В производственных условиях технологии заготовительного и механических цехов могут встретиться с ситуацией, когда выбор заготовки предопределен, т.е. метод изготовления заготовки определенного вида производства задан, а технолог лишь уточняет его. Вторая ситуация, когда выбор заготовки конструктор оставляет за технологом. [7, С. 294-297]

Сравним следующие два метода получения  заготовок:

- пруток горячекатаный (базовый  процесс);

- пруток калиброванный (проектируемый процесс).

Для сравнения проанализируем показатели предварительной оценки выбора способа  получения заготовок:

1. Коэффициент использования  металла

Ки.м.=Gд/Gз, где

Gд,Gз - соответственно масса детали и масса заготовки;

В данном случае

Gд= 0,1729 (кг)

Gз (б)= 0,2831 (кг)

Gз (н)= 0,2430 (кг)

Ки.м.(б)= 0,1729/0,2831 = 0,6108

Ки.м.(н)= 0,1729/0,2430 = 0,6896

В проектируемом процессе коэффициент использования металла выше, чем в базовом процессе, а это свидетельствует об экономии металла  и снижении доли отходов.

2. Трудоемкость:

 

где - трудоемкость нового процесса, мин.

     - трудоемкость базового процесса, мин.

Так как известна масса  заготовок в базисном и проектируемом  процессах, можно выразить трудоемкость нового процесса через трудоемкость базисного в виде соотношения:

= 0,9034*

3. Снижение материалоемкости

ΔG=(Gб-Gн)*Nr, где

 Nr - годовая программа выпуска деталей, шт. -          шт.

ΔG= (0,2831-0,2430)*720 = 28,87 (кг)

Значит в абсолютном выражении экономии материалла составит 28,87 кг на всю программу запуска  деталей.

4. Себестоимость изготовления детали

С=Мо+Зо., где

Мо - стоимость основных материалов;

Зо - заработная плата основных производственных рабочих;

,  
где - стоимость единицы массы заготовки, руб./кг.

- коэффициент, учитывающий транспортно - заготовительные расходы (1,05-1,1)

- масса отходов на одну  деталь, кг.

  - стоимость отходов, руб./кг;

В нашем случае

= 23 руб./кг.

= 1,05

(б)= 0,2831-0,1729 = 0,1102 (кг)

(н)= 0,2430-0,1729 = 0,0701  (кг)

  =  2,3 руб./кг.

Мо(б)= 0,2831*23*1,05 – 0,1102*2,3 = 6,58 (руб.)

Мо(н)= 0,2430*23*1,05 – 0,0701*2,3 = 5,71 (руб.)

, где 

Кв.н. - коэффициент, учитывающий средний процент выполнения плана. (0,15-1,2)

Кпр. - коэффициент, учитывающий премии и другие доплаты (1,2 - 1,5)

1,25 - коэффициент, учитывающий дополнительную зарплату и отчисления на социальное страхование.

tшт.i - штучное время на выполнение i-ой операции, мин.

Cti - часовая тарифная ставка рабочего на выполнение i-ой операции

В нашем случае

Кв.н. =1,1

Кпр. =1,3

 tшт.i (б) =  15,3 мин.

 tшт.i (н) =  13,1 мин.

Ct(б) = 48,82 (часовая тарифная ставка рабочего четвертого разряда) руб./час.

Ct(н) = 32,95 (часовая тарифная ставка рабочего третьего разряда) руб./час.

Зо (б) = 1,1*1,3*1,25*15,3/60*48,82 = 22,25 (руб.)

 

Зо (н) = 1,1*1,3*1,25*13,1/60*32,95 = 12,86 (руб.)

После подсчета всех четырех  показателей получаем:

ΔС =(Сб-Сн)* Nr

ΔС= (6,58+22,25-(5,71+12,86))*720 = 7387,2 (руб.)

Вывод: проведенные выше вычисления свидетельствуют о том, что целесообразней будет применение калиброванного прутка в качестве заготовки для изготовления шпинделя.

 

1.5. Обоснование и выбор технологических баз.

 

Особое внимание, при  разработке технологических операций, необходимо уделить выбору баз для обеспечения точности обработки детали и выполнения технических требований чертежа. В процессе выбора баз необходимо принимать поверхности, от которых дан размер на чертеже, определяющий положение обрабатываемой поверхности.

Базирующие поверхности (база) - это поверхности, определяющие положение деталей при обработке. Базы подразделяются на установочные и измерительные. Основная установочная база - поверхность детали, которая служит только для ее установки при обработке. Измерительная база - поверхность, от которой производится отсчет размеров при измерении.

В токарной операции основной установочной базой является наружная поверхность, а вспомогательной установочной базой - центровое гнездо. В свою очередь во фрезерной операции установочной базой является наружная поверхность, которой деталь крепится к станку, а измерительной базой - торец.

Выбор технологических  баз определяет:

1. Простоту конструкции станочного приспособления с удобной установкой, креплением и снятием обрабатываемой детали.
2. Удобство установления детали на станок и снятия с него;
3. Достаточную протяженность для обеспечения устойчивого положения детали;
4. Наименьшие деформации под действием сил резания, зажима и собственного и собственного веса;
5. Наименьшее время установки и обработки детали;
6. Принцип постоянства баз.

 

1.6. Обоснование и выбор последовательности операций  
обработки детали

 

Применительно к условиям машиностроительного производства технологический процесс — это часть производственного процесса, включающая в себя последовательное изменение размеров, формы, внешнего вида или внутренних свойств предмета производства и их контроль.

В общем случае технологический  процесс состоит из технологических  и вспомогательных операций. Технологическая операция выполняется на одном рабочем месте и является законченной частью технологического процесса.

Технологическая операция — основная составная часть производственного планирования и учета, в течение которой происходит определение следующих показаний: определение трудоемкости изготовления изделий; установление нормы времени и расценки; определение количества рабочих и средств технологического оснащения; себестоимости обработки изделий; календарное планирование производства; контроль качества и сроков выполнения работ.

Вспомогательные операции — это части технологического процесса, которые не изменяют формы, внешнего вида или свойств предмета труда, но необходимы для выполнения технологических операций. Это контрольные, маркировочные, транспортные операции, а также по удалению стружки и др.

В состав технологической операции входят установы, позиции, технологические и вспомогательные переходы, рабочие и вспомогательные ходы, приемы. [5, стр. 115]