ГОУ СПО ПЕРМСКИЙ АВИАЦИОННЫЙ ТЕХНИКУМ имени А.Д.ШВЕЦОВА
Методические указания по выполнению практических работ
по дисциплине «Машиностроительное производство»
для специальности 1201 «Технология машиностроения»
Разработал преподаватель Касьянова Н.Ю
рассмотрено
на заседании цикловой комиссии
«Технология машиностроения»
«_____» ____________ 2005 г.
протокол № _____от_________
председатель ПЦК ______ /Касьянова Н.Ю/
Предисловие.
Условия современного постоянно усложняющегося промышленного производства предъявляют повышенные требования к уровню экономической подготовки специалистов, вооружению их экономическими знаниями и навыками практического использования последних при решении экономических, организационных и плановых задач.
Цель пособия заключается в том, чтобы способствовать усвоению, закреплению и углублению знаний, полученных при изучении курса «Машиностроительное производство».
Предлагаемые в методическом пособии формулы, отражающие систему расчетов и устанавливающие определенную зависимость между некоторыми параметрами, а также приведенные методы проектирования по технико-экономическим показателям дают возможность сравнительно быстро и просто производить необходимые расчеты по оборудованию, рабочему составу, площадям и всему устройству цехов.
Практические занятия заключаются в решении по определенной методике и алгоритму на основе варьирования исходных данных комплексных задач или набору однородных по тематике задач, дополняющих и раскрывающих сущность теоретической проблемы или темы дисциплины.
Данное методическое пособие включает 9 практических работ, рассчитанных на 18 часов.
Все разделы практикума имеют единую структуру, т.е. включают формулировку цели, исходные теоретические положения, методические указания, исходные данные к расчетам, порядок их выполнения и требования к отчету.
В результате проведения курса практических работ студенты должны уметь:
· Определять длительность производственного цикла простых и сложных производственных процессов в зависимости от видов движения предметов труда.
· Осуществлять выбор рационального способа изготовления заготовок.
· Рассчитывать потребность в кадровых и других ресурсах производства.
· Организовать рабочее место.
Продолжительность большинства занятий составляет 2 академических часа.
Практическая работа №1
«Определение типа производства» (2 часа)
Цель работы: научиться определять тип производства
1. Содержание работы:
1.1. Предварительно определить тип производства.
1.2. Определить количество оборудования на каждую операцию и его загрузку.
1.3. Определить средний коэффициент загрузки оборудования участка.
1.4. Уточнить правильность выбора типа производства.
2. Данные для выполнения работы.
| Вариант | Годовая программа выпуска N [шт.] | Вес детали Р [кг] |
| 4,1 кг | ||
| 5 кг | ||
| 3 кг | ||
| 2 кг | ||
| 2,5 кг | ||
| 2,8 кг | ||
| 1,6 кг | ||
| 1,4 кг | ||
| 1,5 кг | ||
| 1,2 кг |
Таблица 1
3. Технологический маршрут изготовления детали «шестерня»
(чертеж прилагается)
| № операции | Наименование операции | Оборудование | Тшт. |
| Токарная автоматная | 8 шпиндельный токарный п/автомат мод 1К282 | 1,1 мин. | |
| Протяжная | Вертикально протяжной п/автомат мод 7Б64 | 0,4 мин. | |
| Зубодолбежная | Зубодолбежный п/автомат мод 5110 | 0,9 мин. | |
| Зубошевинговальная | Зубошевинговальный п/автомат мод 57028 | 1,8 мин. | |
| Зубозакругляющая | Зубокругляющий п/автомат мод 5Е580 | 1,6 мин. | |
| Электрохимическая | Электрохимический п/автомат мод 4408 | 0,7 мин. | |
| Термическая | Установка ТВ4 | 0,8 мин. | |
| Шлицекалибровочная | Гидравлический пресс | 0,3 мин. | |
| Зубообкатная | Зубообкатной с-к мод 7Б720 | 0,27 мин. | |
| Моечная | Моечная машина ОСМ-1 | 0,7 мин. | |
| Контрольная | Контрольный стол |
Таблица 2
4. Таблица для предварительного определения типа производства
| Тип производства | Количество обрабатываемых деталей | ||
| тяжелые >500 кг | средние 50-500 кг | легкие до 30 кг | |
| Единичное | до 5 шт. | до 10 шт. | до 100 шт. |
| Мелкосерийное | 5÷100 шт. | 100-200 шт. | 200÷500 шт. |
| Среднесерийное | 100-300 шт. | 300-500 шт. | 500-5000 шт. |
| Крупносерийное | 300-1000 шт. | 1000-5000 шт. | 5000-50000 шт. |
| Массовое | свыше 1000 шт. | свыше 5000 шт. | свыше 50000 шт. |
Таблица 3
5. Порядок выполнения работы:
5.1. По приведенной таблице 3 предварительно определяется тип производства и такт выпуска
N – годовой выпуск;
4015 – годовой фонд времени работы оборудования час.
5.2. Изучив чертеж детали «шестерня» и предлагаемый маршрутный технологический процесс, определяется количество оборудования (рабочих мест) для каждой операции и коэффициент его загрузки
Ср – расчетное число станков на операцию;
Тшт(Тшт/к) – штучное (штучно-калькуляционное время) в мин.
τ – такт выпуска в мин.
Округляем расчетное число станков до ближайшего большего (Спринятое). Определяем коэффициент загрузки станков по операциям.
Срасчетное – расчетное число станков на операцию;
Спринятое – принятое число станков на эту же операцию.
5.3. Определение среднего коэффициента загрузки оборудования участка
- сумма коэффициента загрузки станков на всех операциях;
ΣСпринятое – общее количество станков на всех операциях.
5.4. Уточняется правильность выбора типа производства путем определения коэффициента закрепления операций
Qоп – количество операций в технологическом процессе;
QРМ – количество рабочих мест (количество станков);
если Кз.о.≤1 – производство массовое;
Кз.о>1 до10 - производство крупносерийное;
Кз.о.>10 до 20 – производство среднесерийное;
Кз.о.>20 – производство мелкосерийное.
Вывод: Окончательно принимается ________________________ тип производства
ПРАКТИЧЕСКое занятие №2
«Выбор метода получения заготовки». (2 часа)
Цель занятия: научиться выбирать наиболее рациональный метод получения заготовки для заданной детали.
Содержание занятия:
1. Определить стоимость получения заготовки для изготовления вала из проката.
2. Определить стоимость получения штампованной заготовки для изготовления вала.
3. Выбрать из 2-х рассмотренных вариантов получения заготовки наиболее целесообразный вариант.
Данные для выполнения работы:
1. 
Рабочий чертеж детали.
1. НRCЭ 41…45.
2. Неуказанная шероховатость поверхностей Ra = 12,5 мкм.
3. *Размер для оправки.
2. Маршрутный технологический процесс изготовления вала:
005 – фрезерно-центровальная;
010 – токарная гидрокопировальная (черновая);
015 – токарная гидрокопировальная (чистовая);
020 – термическая ТВЧ;
025 – кругло-шлифовальная;
030 – моечная;
035 – контрольная.
3. Исходные данные для расчетов
| Вариант | Годовая программа выпуска N [шт.] | Масса детали G (кг.) | Удельный вес материала детали д (г/см3) | Линейные размеры детали | Припуски на обработку поверхностей детали по операциям в (мм.) | Стоимость 1 кг. проката в руб. | Стоимость 1 кг. штамповки в руб. | Стоимость 1 кг. отходов | |||||
| L (мм.) | l (мм.) | ||||||||||||
| 1. | 9,1 | 7,85 | 2·1,2 | 4,5 | 2,0 | 0,5 | 2,8 | 3,0 | 0,8 | ||||
| 2. | 9,35 | 7,85 | 2·1,2 | 4,5 | 2,0 | 0,5 | 2,8 | 3,0 | 0,8 | ||||
| 3. | 9,64 | 7,85 | 2·1,2 | 4,5 | 2,0 | 0,5 | 2,8 | 3,0 | 0,8 | ||||
| 4. | 10,3 | 7,85 | 2·1,2 | 4,5 | 2,0 | 0,5 | 2,8 | 3,0 | 0,8 | ||||
| 5. | 10,8 | 7,85 | 2·1,2 | 4,5 | 2,0 | 0,5 | 2,8 | 3,0 | 0,8 | ||||
| 6. | 11,5 | 7,85 | 2·1,2 | 4,5 | 2,0 | 0,5 | 2,8 | 3,0 | 0,8 | ||||
| 7. | 12,1 | 7,85 | 2·1,2 | 4,5 | 2,0 | 0,5 | 2,8 | 3,0 | 0,8 | ||||
| 8. | 12,6 | 7,85 | 2·1,2 | 4,5 | 2,0 | 0,5 | 2,8 | 3,0 | 0,8 | ||||
Табл. 1
3. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ:
3.1. Принимаем в качестве заготовки прокат.
3.1.1. Определяем суммарный припуск на обработку наружных диаметров вала Σ2а = 2а010 х 2а015 х 2а025
где 2а010 – припуск на механическую обработку на операцию 010;
2а015 – припуск на механическую обработку на операцию 015;
2а025 – припуск на механическую обработку на операцию 025;
Σ2а = 4,5 + 2,0 + 0,5 = 7 мм.
3.1.2. Определяем диаметр заготовки из проката
Дзаг = Дmaxвала + Σ2а (мм.)
Дmax = 80 мм. Σ2а – суммарный припуск на механическую обработку наружных диаметров вала.
3.1.3. Принимаем ближайший больший диаметр прутка по ГОСТ
Дпрутка = 90 
мм. длиной l = 7000 мм.
3.1.4. Определяем длину штучной заготовки после разрезки прутка
Lзагот = Lд + 2а005 + l реза + 0,7 (мм.)
Lд – длина детали в мм.;
2а005 – припуск на обработку на операции 005;
lреза – ширина реза при разрезке прутка на дисковой пиле;
lреза = 2 мм.
0,7 – предельное отклонение длины детали (из рабочего чертежа).
3.1.5. Определяем объем штучной заготовки
[см3]
Дзаг – наружный диаметр заготовки в (см.);
Lзаг – длина штучной заготовки в (см.);
3.1.6. Определяем массу заготовки из проката
[кг]
Vзагот – объем штучной заготовки в см3;
g – удельный вес материала заготовки в г/см3.
3.1.7. Определяем количество штучных заготовок, получаемых из одного прутка
[шт.]
Lзагр – длина заготовки в мм.;
Lпр – длина прутка в мм. Lпр=7000 мм.;
lреза – ширина реза при разрезке;
lрез=2 мм.
3.1.8. Определяем остаток длины прутка после разрезки (не кратность)
Lостат. = Lпр – (Lзаг · n) (мм.)
Lпр – длина прутка Lпр=7000 мм.;
Lзаг – длина заготовки;
n – количество деталей из прутка.
3.1.9. Определяем объем остатка прутка
[см3]
Дзагот. – диаметр заготовки в см.
Lост. – длина остатка в см.
3.1.10. Определяем массу остатка
[кг.]
Vост – объем остатка в см3;
g – удельный вес материала в г/см3.
3.1.11. Определяем расход материала на 1 деталь
[кг.]
Gзаг. – вес заготовки в кг.;
Gост. – вес остатка прутка в кг.;
n – количество штучных заготовок, полученных из прутка.
3.1.12. Определяем коэффициент использования материала
3.1.13. Определяем коэффициент использования заготовки
3.1.14. Определяем стоимость штучной заготовки из проката
Сзаг.пр.=[Смат.пр. · Gматер.пр. – (Gмат.пр. – Gдет) · Сотх] (руб.)
Сматер.пр. – стоимость 1 кг. проката в руб.;
Gматер.пр. – масса материала проката на 1 деталь в кг.;
Gдет. – масса детали в кг.;
Сотх. – стоимость 1 кг. отходов в руб.
3.2. Определяем стоимость штампованной заготовки
3.2.1. 
Определив расчетные размеры заготовки, вычерчиваем ее чертеж
1. НВ 241 … 245
2. Степень сложности заготовки С1
3. Группа стали М1
4. Точность изготовления I класс
5. Радиусы закруглений внешних углов R=4 мм
6. Штамповочные уклоны 5º
7. Допуск соосности поверхностей А, Б и В относительно базовой оси заготовки 1,6 мм
3.2.2. Определяем объем заготовки, для чего разбиваем ее на отдельные простые элементы с размерами по плюсовым допускам
 |
см3
Д – диаметр меньшей шейки заготовки вала в мм.;
l – длина меньшей шейки заготовки вала в мм.
[см3]
Д – диаметр большей шейки заготовки вала в мм.;
l – длина большей шейки заготовки вала в мм.
Общий объем заготовки
Vобщ = V1 + V2 + V3 [см3]
3.2.3. Определяем массу заготовки
[кг]
g – удельный вес материала детали в г/см3;
Vобщ – объем детали.
3.2.4. Определяем расход материала на одну деталь с учетом технологических отходов (угар, облой) при горячей штамповке (отходы составляют 10% от массы заготовки).
Gматериала = Gзагот · 1,1 [кг]
3.2.5. Определяем коэффициент использования материала
3.2.6. Определяем коэффициент использования заготовки
3.2.7. Определяем стоимость штампованной заготовки
Сштамп.заг.=[(Сшт. · Gшт.) – (Gшт. – Gдет.) · Сотх.] руб.
Сшт. – стоимость 1 кг. штампованной заготовки (руб.);
Gшт – масса штампованной заготовки (кг.);
Gдет. – масса детали (кг.);
Сотх. – стоимость 1 кг. отходов (руб.).
3.2.8. Определяем экономию материала при использовании заготовки меньшей массы
Эм = (Gзаг.б. – Gзагот.м.) · N [кг.]
Gзаг.б. – масса заготовки большей массы [кг.];
Gзагот. м. – масса заготовки меньшей массы [кг.];
N – годовой выпуск в шт.
3.2.9. Определяем экономический эффект от применения заготовки меньшей стоимости
Эстоим. = (Сзагот.б. – Сзагот.м.) · N [руб.]
Сзаг.б. – заготовка большей стоимости;
Сзагот. м. – заготовка меньшей стоимости;
N – годовая программа выпуска.
ПРАКТИЧЕСКое занятие №3
«Расчет основных параметров поточной линии».(2часа)
Цель занятия: научиться определять основные параметры поточной линии для массового типа производства.
Содержание ЗАНЯТИЯ:
4. Определить такт выпуска продукции на поточной линии.
5. Определить темп поточной линии.
6. Определить количество рабочих мест (станков) по операциям.
7. Определить коэффициент загрузки станков по операциям.
8. Определить средний коэффициент загрузки оборудования на участке.
Данные для выполнения работы:
| № варианта | Годовая программа выпуска в шт. N | Действительный годовой фонд времени работы оборудования в час. Fд | Кол-во операций | Штучное время по операциям в мин. | ||||
| Тшт. | Тшт. | Тшт. | Тшт. | Тшт. | ||||
| 85.000 | 2,6 | 5,2 | 7,8 | 2,1 | 1,8 | |||
| 90.000 | 7,2 | 4,8 | 2,5 | 6,9 | 2,1 | |||
| 95.000 | 6,9 | 4,6 | 2,3 | 1,8 | 9,2 | |||
| 100.000 | 2,2 | 6,6 | 4,4 | 7,2 | 2,05 | |||
| 125.000 | 5,1 | 3,4 | 6,8 | 1,1 | 1,27 | |||
| 150.000 | 1,4 | 5,6 | 4,2 | 2,83 | 1,3 | |||
| 175.000 | 1,21 | 3,7 | 4,8 | 2,42 | 1,05 | |||
| 200.000 | 1,11 | 4,05 | 3,35 | 2,25 | 0,8 | |||
| 225.000 | 0,8 | 1,63 | 2,27 | 3,26 | 0,92 | |||
| 250.000 | 0,65 | 1,31 | 2,61 | 2,01 | 1,82 |
Табл. 1
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
1. Определяем такт поточной линии
Фд – действительный годовой фонд времени работы оборудования
в 2 смены в часах;
N – годовой выпуск продукции в шт.
2. Определяем темп поточной линии
τ – такт поточной линии в мин.
3. Определяем расчетное количество рабочих мест (станков) по операциям
Тшт – штучное время на операцию в мин.
τ – такт выпуска в мин.
Ср005 =; Ср010 =; Ср015 =; Ср020 =; Ср025 =
4. Определяем принятое количество рабочих мест (станков) по операциям Спринятое [шт.]
Принятое количество рабочих мест (станков) определяется путем округления расчетного числа до ближайшего большего целого числа.
Спр005=; Спр010=; Спр015=; Спр020=; Спр005=; Спр025=;
5. Определяем коэффициент загрузки рабочих мест (станков) по операциям
Срасчетное – расчетное количество рабочих мест (станков) на операцию;
Спринятое – принятое число рабочих мест (станков) на операцию.
К005=; К010=; К015=; К020=; К025=;
6. Определяем средний коэффициент загрузки рабочих мест (станков) участка
ΣСрасч.- общее расчетное количество рабочих мест (станков) на участке;
Σсприн. – общее принятое количество рабочих мест (станков) на участке.
ПРАКТИЧЕСКое занятие № 4 (2 часа)
«Расчет количества основных производственных рабочих».
1. Содержание занятия:
1.1. Рассчитать количество рабочих мест (станков) и их загрузку по операциям.
1.2. Рассчитать количество основных рабочих по операциям и общее число рабочих на участке.
1.3. Определить возможность многостаночного обслуживания на станках дублерах (на операциях, где количество станков больше одного).
1.4. Определить возможность совмещения профессий (на операциях, с количеством станков – 1).
1.5. С учетом многостаночного обслуживания и совмещения профессий определить окончательное количество основных рабочих на участке.
1.6. Построить циклограмму многостаночного обслуживания для одной операции.
2. Данные для выполнения работы
| Вариант | ||||
| Операции | |||||
| Тмаш. (мин.) | 1,8 | 2,2 | 2,59 | 3,12 | |
| Твсп. (мин.) | 0,2 | 0,23 | 0,31 | 0,33 | |
| Тшт. (мин.) | 2,3 | 2,67 | 3,1 | 3,8 | |
| Тмаш. (мин.) | 0,8 | 0,87 | 1,0 | 1,34 | |
| Твсп. (мин.) | 0,2 | 0,23 | 0,26 | 0,31 | |
| Тшт. (мин.) | 1,1 | 1,22 | 1,42 | 1,82 | |
| Тмаш. (мин.) | 0,61 | 0,67 | 0,842 | 1,02 | |
| Твсп. (мин.) | 0,18 | 0,24 | 0,3 | 0,27 | |
| Тшт. (мин.) | 0,9 | 1,02 | 1,27 | 1,43 | |
| Тмаш. (мин.) | 2,79 | 3,5 | 4,0 | 4,9 | |
| Твсп. (мин.) | 0,31 | 0,31 | 0,36 | 0,28 | |
| Тшт. (мин.) | 3,42 | 4,05 | 4,65 | 5,69 |
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ №5
«Расчет потребности режущего и измерительного инструмента». (2 часа)
3. Содержание ЗАНЯТИЯ:
3.1. Расчет годовой потребности в режущем инструменте.
3.2. Расчет годовой потребности в измерительном инструменте.
4. Данные для выполнения работы
2.1. Данные для расчета годовой потребности режущего инструмента (Табл. 1)
2.2. Данные для расчета потребности измерительного инструмента (Табл. 2).
| Вариант | Годовая программа выпуска N [шт.] | Наименование инструмента | Машинное время работы инструмента «Тмаш (мин)» | Коэф. случайной убыли «Ку» | Стойкость инстумен-та «Тс (час)» | Количество переточек до полного износа «h» |
| Резец проходной твердосплавной | 1,2 | |||||
| Резец проходной Р6М5 | 2,5 | 1,3 | 1,5 | |||
| Сверло Ø5 Р6М5 | 1,5 | 1,1 | 0,5 | |||
| Сверло Т5К10 Ø25 | 1,2 | 1,1 | ||||
| Зенкер Ø25 Р6М5 | 1,1 | 1,2 | 0,8 | |||
| Зенкер насадной Т15К6 | 1,0 | 1,2 | 0,7 | |||
| Развертка Ø10 Р6М5 | 0,9 | 1,3 | 0,5 | |||
| Развертка Ø20 Т5К10 | 0,8 | 1,1 | 0,9 | |||
| Фреза торцевая Р6М5 | 0,65 | 1,3 | ||||
| Фреза | 0,6 | 1,1 |
Табл. 1
| Вариант | Годовая программа выпуска | Наименование измерительного инструмента | Коэф. учитывающий наличие инстр. у раб. и контр. «К» | Коэф. учитывающий периодичность измерений «К1» | Коэф. случайной убыли «Ку» | Количество измерений до полного износа «С» | Коэф. учитыв. пребывание инструмента в ремонте «Кр» | |
| Гладкая пробка Ø10 кв.7 | 0,5 | 1,1 | 1,5 | |||||
| Гладкая пробка Ø12 кв.7 | 0,4 | 1,1 | 1,6 | |||||
| Гладкая пробка Ø13 кв.7 | 0,3 | 1,1 | 1,7 | |||||
| Гладкая пробка Ø14 кв.7 | 0,2 | 1,1 | 1,8 | |||||
| Гладкая пробка Ø15 кв.7 | 0,35 | 1,1 | 1,9 | |||||
| Скоба гладкая Ø20 Н7 | 0,8 | 1,1 | ||||||
| Скоба гладкая Ø30 Н7 | 0,7 | 1,1 | 1,9 | |||||
| Скоба гладкая Ø40 Н7 | 0,6 | 1,1 | 1,8 | |||||
| Скоба гладкая Ø45 Н7 | 0,5 | 1,1 | 1,7 | |||||
| Резьбовая пробка с шагом >1 мм. | 0,9 | 1,1 | 1,6 | |||||
Табл. 2
5. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
5.1. Расчет годовой потребности в режущем инструменте на операцию
Потребное количество режущего инструмента определяется по формуле
N –годовая программа выпуска в шт.
Тмаш. – машинное время [мин.];
Ку – коэффициент случайной убыли;
Тс – стойкость инструмента в [час.];
n – количество переточек инструмента;
Полученное значение расчетного количества режущего инструмента округляется до ближайшего большего целого числа.
5.2. Расчет годовой потребности в измерительном инструменте
Требуемое количество измерительного инструмента определяется по формуле
N – годовая программа выпуска в шт.;
К – коэффициент, учитывающий одновременное наличие инструмента у рабочего и контролера;
К1 – коэффициент, учитывающий периодичность измерений;
Ку – коэффициент случайной убыли;
С – количество измерений до полного износа инструмента;
Кр – коэффициент, учитывающий наличие инструмента в ремонте.
Полученное расчетным путем требуемое количество измерительного инструмента округляется до ближайшего большего целого числа.