Отчет по преддипломной практике на МТЗ-2 “Беларусь”

 

 

3 АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧНОСТИ  КОНСТРУКЦИИ

ДЕТАЛИ

3.1 Качественная  оценка  технологичности  конструкции

детали

 

Качественная оценка детали производится исходя из рекомендаций литературного источника [3]. Качественная оценка технологичности включает в себя оценку  применяемого материала, обрабатываемости и методов получения заготовок.

В базовом проекте заготовка для детали “Стакан подшипников” 50 – 2407042 изготавливается из чугуна СЧ20 ГОСТ1412 – 85 литьём в землю на немецкой автоматической формовочной линии “ ГИЗАГ ”. Деталь — “Стакан подшипников” 50-2407042 представляет собой отливку цилиндрической формы из серого чугуна СЧ20. Отливка довольно проста по конфигурации, но требует применение стержневой формовки для образования внутренних полостей и кармана. Эти элементы определяются конструктивными соображениями, и изменить их затруднительно. Серый чугун является наилучшим литейным сплавом (хорошая жидкотекучесть, хорошая демпфирующая способность). 

    Нетехнологичными являются  два внутренних отверстия Æ110Н и Æ130Н. Эти отверстия должны быть выполнены в пределах указанных отклонений и с точностью до 0,035 мм. Приемлемым способом достижения указанной точности является окончательная расточка на алмазно-расточных станках. При этом не нарушается точность их взаимного расположения относительно цилиндрических посадочных поверхностей Æ154Н, Æ165Н и Æ159,5Н, являющихся конструкторскими базами.

     Нетехнологичными в  данной конструкции являются  поверхности с шероховатостью Rа = 0,63 мкм, для достижения которой необходимы шлифовальные операции.

    В процессе обработки  шлиц образуются острые кромки, что приводит к необходимости  проведения слесарно-заточной операции  ручной обработки.

     Нетехнологичными являются  два отверстия Æ30 мм получаемые цековкой, так как наружным диаметром эти цековки совпадают с наружным диаметром детали, что приводит к образованию острых кромок и необходимости введения слесарно-зачистных операций ручной обработки. 

    В остальном деталь  достаточно технологична, допускает  применения высокопроизводительных режимов обработки, имеет хорошие базовые поверхности для первоначальных операций. Деталь обладает достаточной жесткостью для обеспечения высокой точности обработки. Все обрабатываемые поверхности доступны для режущего инструмента.

Класс шероховатости, способы обработки отвечают применяемости для обработки на используемых  в базовом варианте техпроцесса, станках. Контролируемые размеры детали доступны для непосредственного измерения.

Для работы узла и для обеспечения требуемых размеров и качества поверхности необходимо выполнить 8 операций механической обработки. Поверхности вращения обрабатываются на многошпиндельных станках. При изготовлении детали используются различные станки: токарные полуавтоматы, шлифовальные, агрегатно-сверлильный, а так же универсальный станок.

       Расположение крепёжных отверстий как резьбовых, так и гладких допускает многоинструментальную обработку.

 

3.2 Количественная  оценка  технологичности  конструкции  детали

         Отработка  конструкции на технологичность  - комплекс мероприятий по обеспечению необходимого уровня технологичности конструкции изделия по установленным показателям. Она направлена на повышение производительности труда, снижение затрат и сокращение времени на изготовление изделия при обеспечении его необходимого качества. Виды и показатели технологичности приведены в ГОСТ 14.205 – 83, а правила отработки и перечень обязательных показателей технологичности – в ГОСТ 14.201 – 83.

Она может быть осуществлена только при использовании соответствующих базовых показателей технологичности. Поэтому необходимо определить основные и дополнительные показатели. Количественная оценка технологичности конструкции предусматривает сравнение результатов базового и проектного вариантов изготовления детали по следующим показателям:

 

• коэффициент использования материала,
• масса детали,
• максимальное значение квалитета обработки,
• максимальное значение параметра шероховатости обрабатываемых поверхностей.

     При оценке технологичности  согласно [1] используются следующие показатели:

      К основным показателям  относятся:

1)  трудоемкость изготовления  детали SТшт= 18,39 мин.   

      Дополнительные показатели:

1. коэффициент унификации конструктивных элементов:

 

                                    Ку.э= Q у.э / Q э ,                                                 (3.1 ) [1,с.33]              

 

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

  

                                  Ку.э = 37 / 39 = 0,95

 

2)  коэффициент применимости стандартизованных обрабатываемых

      поверхностей:

                                  Кп.ст= Do.c / Dм.о ,                                                     (3.2 ) [1,с.33]                                                                                                     

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

                                  Кп.ст= 36 / 36 = 1,0

 

3)  Коэффициент обработки поверхностей:

 

                                    Кп.о= 1 – Dм.о / Dэ ,                                            (3.3 ) [1,с.33]

 

где DЭ – общее число поверхностей детали, шт.

 

                                    Кп.о= 1 – 36 / 39 = 0,08

 

4)  Коэффициент использования  материала:

 

                                  Ки.м = q / Q ,                                                              (3.4) [1,с.33]

 

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

 

                                  Ки.м = 10,9 / 14,8 = 0,736

 

5)  Максимальное значение квалитета  обработки IT -  6;

6)  Максимальное значение параметра  шероховатости обрабатываемых     

     поверхностей Ra – 0,63 мкм;

Таким образом, проанализировав количественные показатели технологичности для данной детали, следует сказать, что к отрицательным показателям, характеризующим деталь, относятся: коэффициент обработки поверхностей - операциям механической обработки подвергаются почти все поверхности.

          К положительным показателям, характеризующим деталь, относятся: коэффициент применяемости стандартизованных обрабатываемых поверхностей – все обрабатываемые поверхности обрабатываются стандартным инструментом; коэффициент  унификации конструктивных элементов - деталь технологична, так как имеет более половины унифицированных конструктивных элементов.

              На основании изучения конструкции  детали можно сделать вывод, что  конструкция детали удовлетворяет  требованиям, предъявляемым к детали по условиям ее работы в узле и поэтому нет необходимости менять что-либо в ее конструкции: материал заготовки выбран с учетом условий эксплуатации и обладает хорошей обрабатываемостью. В целом деталь обладает достаточно высокой технологичностью для выпуска качественной продукции.

 

4 ВЫБОР СПОСОБА ПОЛУЧЕНИЯ  ЗАГОТОВКИ 

 

     В базовом проекте заготовка для детали “Стакан подшипников” 50 – 2407042 изготавливается из чугуна СЧ20 ГОСТ 1412 – 85 литьём в сухие песчано-глинистые формы с уровнем уплотнения смеси 75…85 единиц на немецкой автоматической формовочной линии “ ГИЗАГ ”. В соответствии с ГОСТ 26645 – 85 точность отливок 11т – 4 – 15 – 9 ( 11т – класс размерной точности, 4 – степень коробления, 15 – степень точности поверхностей, 9 – класс точности массы). Для данного способа получения заготовки это достаточно высокая точность , что свидетельствует об эффективности линии          “ ГИЗАГ ” с точки зрения получения высокой точности. Кроме того, автоматизация процесса изготовления полуформ и стержней обеспечивает значительно большую производительность по сравнению с ручной формовкой. 

     Процесс изготовления  состоит из следующих этапов:

• Изготовление стержней;
• Изготовление формы;
• Заливка формы;
• Выбивка отливки и её очистка.

     Изготовление стержней  производят на автомате модели 4509С, затем их обрабатывают и контролируют.

     Приготовление формовочной  смеси осуществляется на смесителе  типа АМК – 2000Л. Изготавливают  полуформы низа и верха на  формовочных автоматах низа и верха. Затем осуществляется сборка формы на автоматической формовочной линии “ ГИЗАГ ”. Плавка чугуна осуществляется в индукционной печи ПИКС. Заливка чугуна производится заливочной машиной Н.71.007. Отливок в форме и стержней шесть. Выдержка литья 27 минут. Затем осуществляется выбивка отливок на “ ГИЗАГ ” и её очистка в дробемётном очистном барабане модели 317.

     В качестве альтернативного  способа  получения заготовки  можно предложить, например, литьё в облицованный кокиль, т.к. производство крупносерийное. При такой замене масса заготовки несколько уменьшится вследствие более высокой степени точности, получаемой литьем в кокиль по сравнению с литьем в песчано-глинистые формы. Но экономия металла будет играть небольшую роль (масса заготовки  уменьшится незначительно, т.к. в исходной заготовке имеется отверстие) и себестоимость литья в облицованный кокиль получится значительно выше по сравнению с литьем в песчано-глинистые формы и её весьма сложно будет перекрыть за счет механообработки или даже невозможно.

    В связи с этим окончательно  принимаем базовый вариант получения заготовки, т.е. литье в песчано-глинистые формы.

 

    Определим стоимость  отливки. Расчёт ведём в ценах 1981 года. Базовую стоимость отливок  выбираем согласно прейскуранту  № 25-01, 1981 г.

    Стоимость заготовки  определяется по формуле:

 

Sзаг.= (Si/1000´Q´Кт´Кс´Кв´Км´Кп) - (Q - q)´Sотх/1000,    (5.1)[1,с.66]    

 

   где   Si—базовая стоимость 1-ой тонны заготовок, руб;

Кт, Кс, Кв, Км, Кп—коэффициенты, зависящие от класса точности, группы сложности, массы, марки материала, объема производства заготовок.

     Для данного варианта  изготовления заготовки:

 

Q = 14,75 кг;  q = 10,9 кг;  Sот х= 24,8 руб;  Кт = 1,0 [1,стр.66];                             Кс = 1,0 [1,таб.4.7];  Кв = 0,84 [1,таб.4,7];  Км = 1,04 [1,стр.66];                            Кп = 0,76 [1, стр.67].

     Отсюда находим стоимость  заготовки, получаемой литьем в  сухие песчано-глинистые формы:

 

 

Sзаг.б.= (360 /1000 ´ 14,75 ´ 1,0 ´ 1,0 ´ 0,84 ´ 1,04 ´                                             ´ 0,76) - (14,75 - 10,9) ´ 24,8 / 1000 = 3,43 руб.

 

    Для перевода стоимости  заготовки  (в БР) на 1 января 2003 года, полученный результат умножаем на переводной коэффициент индексации.

 

Sзаг.б= 3,43 ´ 1915 = 6568,45 руб.

 

 

 

5 ВЫБОР ТИПА И ОРГАНИЗАЦИОННОЙ ФОРМЫ ПРОИЗВОДСТВА

 

     Тип производства по ГОСТ 3.1119 – 83 характеризуется коэффициентом закрепления операций: Кз.о. = 1  - массовое; 1 < Кз.о. < 10  - крупносерийное; 10 < Кз.о. < 20  - среднесерийное; 20 < Кз.о. < 40  - мелкосерийное производство. В единичном производстве Кз.о. не регламентируется.

     Годовая программа  выпуска детали – 50000 шт. Производство, предположительно, крупносерийное. Штучное время на выполнение операций механической обработки отдельными станками составляет соответственно:

 

005 Токарная……………………………………………….Тшт1 = 1,466 мин;

010 Токарная……………………………………………….Тшт2 = 2,82 мин;

015 Расточная………………………………………………Тшт3 = 2,08 мин;

020 Шлифовальная.. ………………………………………Тшт4 = 0,74 мин;

025 Шлифовальная.. ………………………………………Тшт5 = 0,86 мин;

030 Токарная.. ……………………………………………..Тшт6 = 3,065 мин;

035 Токарная……………………………………………….Тшт7 = 0,59 мин;

040 Сверлильная.. …………………………………………Тшт8 = 1,084 мин;

042 Сверлильная……………………………………………Тшт9 = 0,8 мин.

 

    Месячная программа выпуска 2083 шт.(см. ниже), планируемый нормативный коэффициент загрузки станка hн = 0,75 [1,с.53].

   

     В соответствии с методическими указаниями РД 50-174-80, коэффициент закрепления операций для всех разновидностей (подтипов) серийного производства:

                                                                                       (4.1)[1,с.52]

     где  SПoi – суммарное число различных операций за месяц по участку из расчета на одного сменного мастера;

    SРi – явочное число рабочих участка, выполняющих различные операции при работе в одну смену.

Условное число однотипных операций, выполняемых на одном станке в течение одного месяца равно

 

                                                Поi = hн /hз ,                                      (4.2)[1,с.53]

 

где hн  - планируемый нормативный коэффициент загрузки станка всеми закрепленными за ним однотипными операциями;

hз – коэффициент загрузки станка заданной операцией.

 

                     hз = Тшт.-к ´ Nм / (60´Fм´kв),                                 (4.3)[1,с.53]

где Nм – месячная программа выпуска детали при работе в одну смену

(Nм = Nг / (2´12)= 50000 / 24 = 2083 шт.) ;

     Fм – месячный фонд  времени работы оборудования

(Fм = (4030´0,97) / (2´12) = 162,9 ч.).

     kв – коэффициент  выполнения норм, принимаем равным 1,3.

      Подставляя в формулу (4.3) значения Fм и kв , получим

                                 hз = Тшт.-к ´ Nм / 12705.                                                (4.4)