Определение типа производства

Тип производства по ГОСТ 3.1108-74 характеризуется коэффициентом закрепления операций К_зо, который представляет собой отношение всех различных механических операций, выполняемых или подлежащих выполнению подразделением (участком цеха) в течение месяца, к числу рабочих мест, К_зо=ΣО/Р, где ΣО – суммарное число рабочих операций, Р – явочное число рабочих мест, на которых выполняются различные операции.

Согласно ГОСТ 14.004-74 принимаются следующие коэффициенты закрепления операций:

К_зо=1 – для массового производства,

1< К_зо ≤10 – для крупносерийного производства,

10< К_зо ≤20 – для среднесерийного производства,

20< К_зо ≤40 – для мелкосерийного производства,

К_зо>40 – для единичного производства.

Прежде чем вычислить коэффициент закрепления операций, рассчитывают количество станков, потребных для выполнения конкретной операции, по формуле:

Т_р=N·t_шт/60·F_дη_знm,

где N – объем выпуска деталей в год, шт.,

t_шт – штучное время на выполнение операции, мин.;

F_д – действительный годовой фонд времени, F_д=2007,5 ч.,

m – число смен, m=2,

η_зн – нормативный коэффициент загрузки оборудования, η_зн=0,7.

Расчетное число станков Т_р округляем до ближайшего целого числа, в результате получаем принятое число станков. Вычисляем фактический коэффициент загрузки оборудования по формуле:

η_зф= Т_р/Р.

Количество операций, выполняемых на рабочем месте, определяем по формуле:

О_зн= η_зн/ η_зф.

Таблица 2.1

Расчет коэффициента К_зо

Операция	tшт	Тр	Р	ηзф	ηзн	Озн	О
Токарная с ЧПУ		0,708		0,708	0,7	0,989
Токарная с ЧПУ	11,5	0,679		0,679	0,7	1,031
Сверлильная с ЧПУ		0,885		0,885	0,7	0,791
Фрезерная с ЧПУ	1,6	0,094		0,094	0,7	7,447
Сверлильная с ЧПУ		0,236		0,236	0,7	2,966
Сверлильная	1,09	0,064		0,064	0,7	10,938
Сверлильная	1,26	0,075	Σ7	0,075	0,7	9,333	Σ36

Вычисляем К_зо=36/7=5,2 следовательно, тип производства крупносерийный, так как 1< К_зо ≤10.Суточный выпуск изделия определяется по формуле:

N_c=N/255=10000/255=39 шт.

Такт выпуска определяется по формуле:

Τ=60F_дm/N=24,09 мин.

Выбор заготовки

При экономическом обосновании выбора метода получения заготовки необходимо выполнить расчеты себестоимости заготовки для 2 – 3 вариантов и выбрать вариант, обеспечивающий наименьшую себестоимость заготовки и последующей механической обработки.

2.2.1. Выбор метода получения заготовки

Выбор метода получения заготовки зависит от материала, формы и размеров детали, а также типа производства.

Механической обработке на станках подвергаются заготовки из проката, отливок, поковок и штамповок. Заготовки из проката целесообразно применять, когда форма и размеры готовой детали близки к форме и размерам проката. Заготовка, применяемая в базовом технологическом процессе, получается методом разрезания прутка на круги. Пруток представляет собой сортовой горячекатаный прокат круглого сечения.

Предлагается получать заготовку тем же методом, что и в базовом технологическом процессе.

2.2.2. Расчет массы детали и заготовки.

Массу детали рассчитываем по известной плотности материала, из которого она изготовлена и объема, то есть

m=ρ·V,

где ρ – плотность материала, для стали 45 ρ=7,85 г/см², V – объем детали.

Масса детали известна:

m_д=2,2 кг=2200 г.

Определим массу заготовки:

m_з= ρ·V=7,85·3,14·7²·5,2=6280 г=6,28 кг

2.2.3. Экономическое обоснование выбора заготовки

Сравним два метода получения заготовки на основании результатов экономического расчета стоимости заготовок.

1.Себестоимость заготовки из проката.

Затраты на заготовку определяем по ее массе и массе сдаваемой стружки:

С_заг1=Q·S_i-S_отх/1000·(Q-q),

где Q=6,28 кг. – масса заготовки,

S_i =60,04 руб. – цена 1 кг материала заготовки,

q=2,2 кг. – масса готовой детали,

S_отх=7000 руб. – цена 1 тонны отходов.

С_заг1=(6,28·60,04-7000/1000·(6,28-2,2)=348,4 руб.

2.Себестоимость заготовки, при получении ее методом горячей штамповки.

Себестоимость заготовки, получаемой таким методом с достаточной точностью можно определить по формуле:

С_заг2=(С_i/1000·Q·K_т·К_с·К_в·К_м·К_п)-S_отх/1000·(Q-q),

где С_i =60040 руб.– базовая стоимость 1 тонны заготовок,

Q=6,28 кг. – масса заготовки,

S_отх=7000 руб. - цена 1 тонны отходов, получаемых в результате обработки,

q=2,2 кг. – масса готовой детали.

Значения коэффициентов:

K_т=1,05; К_с=1,15; К_в=1,14; К_м=1; К_п=0,8.

С_заг2=(60040/1000·6,28·1,05·1,15·1,14·1·0,8)-7000/1000·(6,28-2,2)=386,6 руб.

Так как технологическая себестоимость обработки по первому варианту меньше, то заготовку выбираем по первому варианту.

Экономический эффект для сопоставления способов получения заготовок определим по формуле:

Э_з=(С_заг2 - С_заг1)N,

где С_заг1 – стоимость заготовки, получаемой из проката, руб.;

С_заг2 – стоимость заготовки, при получении ее методом горячей штамповки, руб.

Э_з=(С_заг2 - С_заг1)N=(386,6-348,4)·10000=382000 руб.

2.3. Анализ технологичности конструкции детали

Технологичность конструкции изделия – это совокупность свойств конструкции изделия, определяющих ее приспособленность к достижению оптимальных затрат при производстве, техническом обслуживании и ремонте для заданных показателях качества, объема выпуска и условий выполнения работ.

Отработка конструкции на технологичность представляет собой комплекс мероприятий по обеспечению необходимого уровня технологичности по установленным показателям. Она направлена на повышение производительности труда, снижение времени изготовления детали при обеспечении необходимого качества. Виды и показатели технологичности приведены в ГОСТ 14201-73.

Технологичность является важнейшим качеством конструкции машины. Существует два вида оценки технологичности: качественная и количественная.

2.3.1. Качественная оценка технологичности

Качественная оценка технологичности характеризует технологичность конструкции обобщено и допускается на всех стадиях проектирования.

Отработку на качественную технологичность начинаем с выбора и анализа материала, из которого данная деталь изготовлена. Правильный выбор и выполнение требований к его макро- и микроструктуре гарантирует прочность детали. При выборе учитывают влияние свойств материала на прочность и жесткость конструкции, виброустойчивость, износоустойчивость отдельных поверхностей, габариты и массы детали. Необходимо учитывать технологические факторы определяющие метод получение заготовки, обрабатываемость материала и связанные с этим затраты.

Деталь «корпус» изготовлена из стали 45 и не проходит термическую обработку. Химический состав и физико-механические свойства материала представлены в табл. 1.1 и 1.2.

Заготовка на базовом предприятии получается из горячекатаного проката круглого профиля. Форма и размер заготовки соответствуют форме и размерам готовой детали.

Конфигурация детали достаточно проста, что обуславливает возможность применения высокопроизводительных методов обработки.

Форма и размеры детали таковы, что все поверхности можно обработать на выпускаемых станкостроительной промышленностью моделях металлорежущих станков.

Деталь позволяет проводить обработку со всех сторон, ее конструкция жесткая, она допускает процесс резания сразу несколькими инструментами, то есть концентрацию операций.

2.3.2. Количественная оценка технологичности

В качестве количественных показателей рассматриваются коэффициенты использования материала, точности, шероховатости.

2.3.2.1. Расчет коэффициента использования материала

Коэффициент использования материала определяется по формуле:

К_им=m_д/m_з ,

где m_д – масса детали,

m_з – масса заготовки.

К_им=2,2/6,28=0,4

2.3.2.2. Расчет коэффициента точности обработки

Коэффициент точности К_т является относительно частым показателем технологичности конструкции и определяется по ГОСТ 14202-73.

Расчетная формула коэффициента точности имеет вид

К_т=1 – (1/Т_ср),

где Т_ср – средний квалитет точности обработки поверхности изделия определяется по формуле:

Т_ср=(Н₁+2·Н₂+3·Н₃+…+19·Н₁₉)/(Н₁+Н₂+Н₃+…+Н₁₉),

где Н₁, Н₂,…,Н_i – число размеров детали соответствующего квалитета точности.

Анализ рабочего чертежа детали показывает:

- количество поверхностей 14 квалитета:…36;

- количество поверхностей 13 квалитета:…9;

- количество поверхностей 12 квалитета:…3;

- количество поверхностей 10 квалитета:…1;

- количество поверхностей 7 квалитета:…1.

Тогда Т_ср =13,48.

К_т = 1 – ( 1/13,48) = 0,926

1. Если К_т < 0,25 – деталь не технологична.

2. Если 0,25 < К_т < 0,85 – деталь средней технологичности.

3. Если К_т > 0,85 – деталь технологична.

ВЫВОД: Коэффициент точности удовлетворяет нормативному, так как К_т=0,926>0,85.

2.3.2.3. Расчет коэффициента шероховатости

Рассчитываем коэффициент шероховатости К_ш определяется по ГОСТ 14202-73 и принимается в пределах от 0 до 1.

К_ш=1/Т_ш.ср,

где Т_ш.ср – средний класс шероховатости

Т_ш.ср =(Н₁+2·Н₂+3·Н₃+…+14·Н₁₄)/(Н₁+Н₂+Н₃+…+Н₁₄),

где Н₁, Н₂,…,Н_i – число размеров детали соответствующего класса шероховатости.

Количество поверхностей 12 класса шероховатости:…4

Количество поверхностей 10 класса шероховатости:…3

Коэффициент шероховатости К_ш=0,089744

ВЫВОД: коэффициент шероховатости удовлетворяет нормативному, т.к. К_ш≤К_ш.норм (К_ш.норм≤0,27).

Таким образом, чертеж детали «ЯГБИ.724211.001 Корпус» не подвергается изменениям и пересмотру. В этом случае уровень технологичности конструкции по этим показателям равен 1. Это решение принято исходя из анализа технологичности конструкции по точности обработки и коэффициенту шероховатости.