Определение типа производства
Исходя из таблицы ориентировочного определения типа производства по годовому объёму выпуска (N=10000 шт./год) и массе (m=18,8 кг) определим, что производство деталей среднесерийное. После разработки технологического процесса механической обработки изделия, а так же основного оборудования, тип производства подлежит уточнению по коэффициенту закрепления операций.
Выбор метода получения заготовки
Метод получения заготовки, ее качество и точность определяет объем механической обработки, который в свою очередь устанавливает количество рабочих ходов (операций) технологического процесса.
В базовом варианте в качестве заготовки используется горячекатаный трубный прокат повышенной точности. Этот вид заготовки подходит для принятого типа производства.
Коэффициент использования материала:
где mдет - масса готовой детали, кг;
mзаг - масса заготовки, кг. (массы заготовок определяем с помощью системы КОМПАС-3D 5.11 путем построения твердотельной модели заготовки).
Так как КИМ1>0,6, то данная заготовка приемлема для среднесерийного типа производства.
Стоимость базовой заготовки можно определить по следующей формуле:
где SМ - стоимость материала, руб.;
SЗО - стоимость заготовительных операций, руб.
Стоимость материала SМ:
где SБ - базовая стоимость проката за 1т, руб. в соответствии с ценами прайса ООО «СЕКТОР» РФ;
Q - масса одной штучной заготовки с учетом потерь на концевые обрезки, толщину резцов и некратность, кг;
q - масса детали, кг;
SОТХ - стоимость 1т стружки, руб.
Прокат поступает на заготовительные операции длиной 2,2 м (масса 84,7 кг). После резки получаем 4 заготовки. Масса одной штучной заготовки с учетом потерь на концевые обрезки, толщину резцов и некратность будет 21,175 кг.
Для трубного проката (труба):
В качестве альтернативной замены трубного поката можно использовать заготовки получаемые центробежным литьем, т.к. деталь имеет форму вращения. Данный вид заготовки приемлим для среднесерийного типа производства.
Коэффициент использования материала:
Стоимость альтернативной заготовки можно определить по следующей формуле:
где Si - базовая стоимость одной тонны заготовок, руб.;
кт - коэффициент, зависящий от класса точности;
кс - коэффициент, зависящий от группы сложности;
кв - коэффициент, зависящий от массы;
q - масса детали, кг;
Sотх - стоимость одной тонны отходов, руб
Сравнивая два вышеприведенных варианта заготовки по стоимости материала и коэффициенту использования материал (Sзаг1<Sзаг2, КИМ1<КИМ2) можно сделать вывод, что более выгодным является первый вариант заготовки, т.к. КИМ почти одинаков, а стоимость заготовки из трубного проката ниже чем заготовок, полученных центробежным литьем, на 12%
Тип производства определяем с помощью коэффициента закрепления операций по формуле [2]:
Кз.о. = / tс.ш.
где tс.ш.= 1,2 - среднее штучное время основных операций обработки, мин;
- такт выпуска деталей, мин.
= 60. Fg / N мин/шт
где Fg=4015 - действительный годовой фонд времени работы оборудования, ч
N = 7200 - годовая программа выпуска изделий, шт.
= 60. 4015 / 7200 = 33,46 мин/шт.
Кз.о. = 33,46 / 1,2 28
Так как Кз.о. > 10, тип производства - среднесерийный.
Экономическое обоснование метода получения заготовок
Одно из основных направлений современной технологии машиностроения - совершенствование заготовительных процессов с целью снижения припусков на механическую обработку, ограничения ее операциями окончательной отделки, а в ряде случаев полного исключения, т.е. обеспечения малоотходной и безотходной технологии.
Необходимо выбрать способ получения заготовки корпуса из алюминиевого литейного сплава АЛ9 ГОСТ 2685-53 в условиях среднесерийного производства.
Детали такой конструкции и массы, заготовка которых будет весить около 14 кг, изготовленная из алюминиевого сплава АЛ9 ГОСТ 2685-53, могут получаться: литьем в землю при машинной формовке по деревянным и металлическим моделям; литье в полупостоянные (цементные, графитовые, асбесто - и графитоалебастровые формы); литье в кокиль стр.44 [1].
Так как данная деталь относится к небольшим по размерам деталям несложной конфигурации и приливами, то целесообразнее использовать более прогрессивный метод литья - в кокиль. Производительность способа - до 30 отливок в 1 ч., можно получить отливки массой 0,5…7 т, имеющие точность 12..14-го квалитетов по СТ СЭВ 144-75 и параметр шероховатости поверхности Rz=80 - 10.
Кокиль - металлическая форма, которая заполняется расплавом под действием гравитационных сил. В отличие от разовой песчаной формы кокиль может быть использован многократно. Таким образом, сущность литья в кокиль состоит в применении металлических материалов для изготовления многократно используемых литейных форм, металлические части которых составляют их основу и формируют конфигурацию и свойства отливки.
Кокиль - металлическая форма, обладающая по сравнению с песчаной значительно большей теплопроводностью, теплоемкостью, прочностью, практически нулевой газопроницаемостью и газоотводностью.
Литье в кокиль является одним из наиболее широко применяемых видов литья в настоящее время. Из-за автоматизации технологического процесса, литье в кокиль становится наиболее экономически выгодным при изготовлении больших партий отливок или начале серийного производство конкретной детали.
Преимущества литья в кокиль:
1. Повышение производительности труда в результате исключения трудоемких операций смесеприготовления, формовки, очистки отливок от пригара. Поэтому использование литья в кокиль, по данным различных предприятий, позволяет в 2 - 3 раза повысить производительность труда в литейном цехе, снизить капитальные затраты при строительстве новых цехов и реконструкции существующих за счет сокращения требуемых производственных площадей, расходов на оборудование, очистные сооружения, увеличить съем отливок с 1 м2 площади цеха
2. Повышение качества отливки, обусловленное использованием металлической формы, повышение стабильности показателей качества: механических свойств, структуры, плотности, шероховатости, точности размеров отливок.
3. Устранение или уменьшение объема вредных для здоровья операций выбивки форм, очистки отливок от пригара, их обрубки, общее оздоровление и улучшение условий труда, меньшее загрязнение окружающей среды.
4. Механизация и автоматизация процесса изготовления отливки, обусловленная многократностью использования кокиля. Для получения отливок заданного качества легче осуществить автоматическое регулирование технологических параметров процесса. Автоматизация процесса позволяет улучшить качество отливок, повысить эффективность производства, изменить характер труда литейщика-оператора, управляющего работой таких комплексов.
Недостатки литья в кокиль:
1. Высокая стоимость кокиля, сложность и трудоемкость его изготовления.
2. Ограниченная стойкость кокиля, измеряемая числом годных отливок, которые можно получить в данном кокиле. От стойкости кокиля зависит экономическая эффективность процесса.
3. Сложность получения отливок с поднутрениями, для выполнения которых необходимо усложнять конструкцию формы - делать дополнительные разъемы, использовать вставки, разъемные металлические или песчаные стержни.
4. Неподатливый кокиль приводит к появлению в отливках напряжений, а иногда к трещинам.
Рассмотрим и рассчитаем стоимость заготовительной операции для двух способов получения заготовки: первый способ - литье в песчано-глинистые формы; второй способ - отливка в кокиль.<< СОДЕРЖАНИЕ >>