Оптимизация вида заготовки

Размещено на http://www.allbest.ru/

Оптимизация вида заготовки

заготовка коэффициент припуск

Заготовка должна быть такой, чтобы при изготовлении из неё детали производилась максимальная прибыль в единицу времени.

Расчет оптимизации вида заготовки проводим по принципу наименьших удельных затрат.

Сравним два возможных варианта заготовки:

1. Заготовка из прутка;

2. Заготовка - отливка.

Оптимальной считаем заготовку, деталь из которой имеет минимальную стоимость. Для отыскания минимума достаточно сравнить уточнённые стоимости детали по вариантам:

С2=Сшт.,

где С1, С2 - усечённые стоимости детали по вариантам, (руб.);

Спр - стоимость заготовки из прутка, (руб.);

Сдоп.мех.обр - стоимость дополнительной механической обработки, которая имеет место для заготовки из прутка, (руб.).

Определим стоимость прутка:

Где Q - масса заготовки прутка;

S - цена 1 тонны круглого прутка (для стали 18 S=4,9 руб. за кг);

q - масса детали;

Sстр - цена 1 кг стружки (Sстр=0,7 руб.).

г=7,8 г/см3



Определим массу заготовки прутка:

где D - диаметр заготовки из круглого прутка;

h - длина заготовки круглого прутка.

Определим массу детали:

где - объём всей детали;

Определим стоимость заготовки из круглого прутка:



Рассчитаем стоимость заготовки-отливки:

где Q - масса заготовки-отливки, кг;

S - цена 1 кг заготовки-отливки (S=7,9 руб./кг);

q - масса детали, кг;

КТ - коэффициент точности, КТ=1,03;

КС - коэффициент сложности, КС=0,7;

КВ - коэффициент веса, КВ=1,0;

КМ - коэффициент материала, КМ=2,4;

КП - коэффициент объема производства, КП=0,77.

Вес отливки:

V1=29614.7

V2= 29488.4

V3=177850.0

V4=58465.2

V5=34855.3

V6=1115.4

Vотл=319158,2(мм2)

Стоимость заготовки-отливки:

Определим стоимость дополнительной механической обработки детали из прутка: Определим основное время на дополнительную механическую обработку, которая имеет место для прутка. Её стоимость определим по формуле:



где Сс.ч - стоимость одного часа эксплуатации станка, Сс.ч=45,75 руб/ч для станка 1В61;

Тшт.к - норма времени на дополнительную механическую обработку, час. Для заготовки из прутка сначала определим основное время на дополнительную обработку по формуле:

t0=0,00017d•L, мин

где d - наружный диаметр, мм:

L - длина обработки, мм:

L=162 мм

d - средний диаметр обработки, мм:

= 44,69

Тогда

t0=0,00017•44,69•162=1,23 мин

Из основного времени переходим к норме времени:

Тш.к=ц•t0, мин

где ц - коэффициент для токарного станка, ц=2,14;

Тш.к=ц•t0=2,14•1,23=2,63 мин

Стоимость дополнительной механической обработки определим, умножив на стоимость станкоминуты:



Определим учётную стоимость детали по вариантам:

С1=Спр+Сдоп.мех.об=15,9+2=17,9 руб.

С2=Сшт=26,16 руб.

В качестве базовой выбираем заготовку из прутка.

Проектирование маршрута обработки

Распишем сначала виды обработки, необходимые для отдельных поверхностей.

Диаметр мм

Необходимые виды обработки для этого диаметра:

1. Токарная черновая обработка;

2. Токарная чистовая обработка;

3. Шлифование предварительное;

4. Шлифование чистовое;

5. Шлифование тонкое.

Диаметр мм;

Необходимые виды обработки для этого диаметра:

1. Токарная черновая обработка;

2. Токарная чистовая обработка;

Диаметр 59,45-0,3 мм

Необходимые виды обработки для этого диаметра:

1. Токарная черновая обработка;

2. Токарная чистовая обработка;

3. Шлифование предварительное;

4. Шлифование чистовое;

5. Шлифование тонкое.

6. Фрезерование

Диаметр мм

Необходимые виды обработки для этого диаметра:

1. Токарная черновая обработка;

2. Токарная чистовая обработка;

3. Шлифование предварительное;

4. 4.Шлифование чистовое;

Диаметр мм

Необходимые виды обработки для этого диаметра:

1. Токарная черновая обработка;

2. Токарная чистовая обработка;

3. Шлифование предварительное;

4. Шлифование чистовое;

5. Шлифование тонкое.

Для обеспечения перпендикулярности один рабочий торец будет необходимо подрезать дважды.

Шпоночный паз фрезеруем специальной шпоночной фрезой маятниковой подачей, заглубляясь в конце каждого хода на 0,5 мм.

Все остальные поверхности обрабатываем за один проход.

Распишем операции:

Операция 5 - токарная: станок 1В61

Приспособление: 3х кулачковый патрон со специальными кулачками, люнет, патрон для сверла;

Режущий инструмент: резец подрезной Т15К6, сверло центровое;

Мерительный инструмент: штангенциркуль ШЦ 0ч500

А: Установить - снять

01 Подрезать правый торец в размер 162±0,5 мм

02 Сверлить гнездо центровое.

Операция 10 - токарная: станок 1В61

Приспособление: 3х кулачковый патрон со специальными кулачками, люнет, патрон для сверла;

Режущий инструмент: резец подрезной Т15К6, сверло центровое Р6М5;

Мерительный инструмент: штангенциркуль ШЦ 0ч500

А: Установить - снять

01 Подрезать правый торец в размер 162±0,2 мм

02 Сверлить гнездо центровое.

Операция 15 - токарная: станок 1В61

Приспособление: 3х кулачковый патрон со специальными кулачками, люнет, вращающийся центр;

Режущий инструмент: резец проходной Т15К6; резец упорный Т15К6;

резец канавочный Р6М5;

Мерительный инструмент: штангенциркуль ШЦ 0ч500

А: Установить - снять

1. Обточить диаметр предварительно на длину 23

2. Обточить диаметр предварительно на длину 13

3. Обточить диаметр 59,45-0,3 предварительно на длину 52

4. Обточить диаметр предварительно на длину 49

5. Обточить диаметр предварительно на длину 2

Операция 25 - токарная:

Приспособления: поводковый патрон с плавающим центром;

Режущий инструмент: резец проходной Т15К6; резец упорный Т15К6;

резец подрезной Т15К6

А: Установить - снять

1. Подрезать торец в размер 23+0,1

2. Обточить диаметр начисто начисто

3. Подрезать торец в размер13 +0,1

4. Обточить диаметр начисто

5. Подрезать торец в размер 98+0,1

6. Обточить диаметр начисто

7. Подрезать торец в размер 137+0,1

8. Обточить диаметр начисто

Операция 35 - фрезерная: станок вертикально-фрезерный;

Приспособления: приспособление для фрезерования шпоночного паза,

патрон для фрезы;

Режущий инструмент: фреза из быстрорежущей стали Р6М5 торцевая,

число зубьев фрезы Z=2.

А: установить - снять

1. Фрезеровать шпоночный паз маятниковой подачей.

Операция 40 - шлифовальная: станок круглошлифовальный 312М

Приспособления: жесткие центра;

Измерительный инструмент: микрометры 50-75, 75-100

А - установить, снять

1. Шлифовать диаметр предварительно

2. Шлифовать диаметр начисто

3. Шлифовать диаметр тонко

4. Шлифовать диаметр 59,45-0,3 предварительно

5. Шлифовать диаметр 59,45-0,3 начисто

6. Шлифовать диаметр 59,45-0,3 тонко

7. Шлифовать диаметр предварительно

8. Шлифовать диаметр начисто

9. Шлифовать диаметр предварительно

10. Шлифовать диаметр начисто

11. Шлифовать диаметр тонко

Оптимизация припуска на механическую обработку

Припуском называется слой материала, удаляемый в процессе обработки детали с обрабатываемой поверхности

Оптимальным является припуск минимальный, но достаточный. Оптимизация припуска на правую шейку ступенчатого вала:

Диаметр шейки мм. Заготовка - стальной пруток. Шейка обрабатывается на операциях 15, 25, 40.

На операции 15 вал устанавливается крайней левой шейкой в трёхкулачковый патрон (б=0, 3=200) и поджимается задним вращающимся центом (б=0, 3=80). На операции 25 вал устанавливается в поводковый патрон с плавающим центром (б=0, 3=150) и поджимается задним вращающимся центром (б=0, 3=80) . На операции 40 вал устанавливается в жёсткие центры (б=0, 3=0).

Стадии обработки шейки: обтачивание предварительное, обтачивание чистовое, шлифование предварительное, шлифование чистовое, шлифование тонкое.

Определение припуска под предварительное обтачивание, которое удаляет дефекты заготовки. Величину дефектов выбираем из таблицы 5 [12]. Оптимальный припуск определим по формуле:

где i-1 - допуск на обработку, i-1=1600 мкм;

Hi-1 - высота микронеровностей, Hi-1=300 мкм;

Ti-1 - глубина дефектного слоя, Ti-1=1200 мкм;

и - изогнутость вала, для предварительного обтачивания и=0,5 мкм/мм, в дальнейшем и=0;

lи - расстояние от середины обрабатываемой шейки вала до ближайшей опоры, lи=29 мм;

0i-1 - отклонение от соосности (несоосность расположения шеек вала), 0i-1=500 мкм.

уi - погрешность установки, уi=200 мкм;

цi-1 - погрешность зацентровки вала, цi-1=1000 мкм.

Определение припуска под обтачивание предварительное:

2·zi=500+180+4·0,5·29+60+2·1000+2·200=3798 мкм

Определение припуска под обтачивание чистовое, оно устраняет дефекты обтачивания предварительного:

2•zi=150+100+4·0,5·29+30+0+2•150=638 мкм

Определим припуск под шлифование предварительное, оно устраняет дефекты обтачивания чистового:

2•zi=60+80+0+15+0+0=155 мкм

Определяем припуск под шлифование чистовое. Оно устраняет дефекты шлифования предварительного:

2•zi=22+50+0+5+0+0=77 мкм

Результаты расчётов сведём в таблицу.

Таблица 1

№ опера-ции	Наименование обработки	Допуск, мкм	Припуск, мкм	Наибольший размер, мкм	Наимень-ший размер, мкм
		По норма-тивам	При-нятый	Расчёт-ный	Приня-тый	Расчёт-ный	Приня-тый
0	Заготовка- штамповка	1600	1600			47,421	47,421	47,395
15	Обтачивание предварительное	500	500	3798	3798	43,623	43,623	43,597
25	Обтачивание чистовое	150	150	638	638	42,985	42,985	42,959
40	Шлифование предварительное	60	60	155	155	42,83	42,83	42,804
40	Шлифование чистовое	22	22	77	77	42,05	42,05	42,034

Оптимизация параметров режима резанья

Оптимальными являются параметры режима резания, обеспечивающие получение максимальной прибыли на операции в единицу времени, например руб/час.

Оптимизируем параметры режима резания (шлифования) для операции 40 - шлифования.

При шлифовании скорость круга не регулируется, равна 35 м/с

При шлифовании сталей используются круги 24А25СМ16К.

При круглом наружном шлифовании методом врезания с дальнейшей продольной подачей скорость детали V 15-40 м/мин, поперечная подача Sпоп=t=0,005-0,04 мм, продольная подача Sпрод=2000-4000 мм/мин, (таб.19, [11]).

Расчитаем число оборотов в минуту для каждой шейки детали

Число оборотов детали определяем по формуле:

D - наружный диаметр детали,

D=40 мм.

Оптимальная скорость резания равна:

Тогда число оборотов будет равно:

D=42 мм.

Оптимальная скорость резания равна:



Тогда число оборотов будет равно:

D=59,45 мм.

Оптимальная скорость резания равна:

Тогда число оборотов будет равно:

Скорость резания канавки под шпонку

D=42 мм.

Оптимальная скорость резания равна:



Определяем число оборотов при шлифовании

D=40 мм.

D=42 мм.

D=59,45 мм.

Нормирование технологической операции

Нормируем операцию 40 - шлифование.

Норму времени (штучно-калькуляционное время) определим по формуле:

где tо - основное время для круглого шлифования с продольной подачей, определим по формуле:

где lобр - длина обработки, 1обр=25 мм;

Вкр - ширина круга, Вкр=40 мм;

z - припуск на шлифование, мм;

Sпрод - продольная подача, мм/мин;

Sпоп - поперечная подача, мм/об детали

k - коэффициент, равный 1,3.

Определим основное время по переходам:

Шлифование предварительное

Шлифование чистовое

Шлифование тонкое

Суммарное основное время на шлифование мм.

Тогда основное время будет равно:

tо=0,85+0,56+0,68=2,09 мин.

Вспомогательное время, связанное с переходом:

Вспомогательное время на установку и снятие детали при круглом шлифовании в центрах при весе детали 2,3 кг:

tуст.сн=1.75 мин

Вспомогательное время, связанное с переходом:

При круглом шлифовании в центрах с продольной подачей диаметра до 40 мм и длиной обработки до 25 мм: при грубом шлифовании tпер=0,9 мин; при точном шлифовании tпер=1,6 мин.

tвсп=0,72+0,9+1,6+1,3=4,82 мин

Определим оперативное время, суммируя всё основное и вспомогательное время:

tоп=tо+tвсп=2,9+4,82=7,72 мин

tобсл=0,07•tоп=0,07•7,72=0,54 мин

tотд=0,04•tоп=0,04•7,72=0,31 мин

Время на обслуживание рабочего места равно 7% от оперативного времени, время на отдых и личные надобности равно 4% от оперативного времени.

Подготовительно-заключительное время даётся на партию деталей. Затрачивается перед началом обработки и после обработки партии деталей. Подготовительно-заключительное время на партию деталей при простой сложности подготовки и без замены приспособления tп.з=6 мин; n=6 шт, n-размер партии деталей.

Подсчитаем штучно-калькуляционное время:

Размещено на Allbest.ru

...