Характеристика материала детали

Проушина 36. 11. 063 изготовлена из стали Ст.3сп ГОСТ 535-8.

Ст.3сп – конструкционная углеродистая сталь обыкновенного качества. Данная сталь предназначена для изготовления деталей, для которых не требуется большая прочность. Применяется для изготовления несущих элементов сварных и несварных конструкций и деталей, работающих при положительных температурах.

Химический состав:

Углерод (С) – 0,14 – 0,22%,

Марганец (Mn) –0,4 – 0,65%,

Кремний (Si) –0,15 – 0,3%,

Сера (S) – не более 0,05%,

Фосфор (Р) – не более 0,04%,

Хром (Cr) – не более 0,3%,

Никель (Ni) – не более 0,3%,

Медь (Cu) – не более 0,3%,

Азот (N) – не более 0,008%,

Мышьяк (As) – не более 0,08%.

Механические характеристики:

Предел прочности s_в = 380-490 МПа

Предел текучести = 24 кгс/мм^2. .

[1]Характеристика материала детали составлена по "Марочник сталей и сплавов". Под ред. В.Г.Сорокина. М.: Машиностроение, 1989 г.

3.4. Определение и характеристика типа производства

В зависимости от объема и характера выпуска различают единичное, серийное и массовое производства. Годовой объем выпуска детали составляет 200 штук. На основании этого и по массе детали, указанной на чертеже и равной 0,14 кг. по табл.3.1 принимаем тип производства – мелкосерийный.

Таблица 3.1.

Зависимость типа производства от объема выпуска и массы детали.

Масса детали, кг	Тип производства
Единичное, шт.	Мелко Серийное, шт.	Среднесерийное, шт.	Крупносерийное, шт.	Массовое, шт.
Менее 1.0	< 10	10-2000	1500-100000	75000-200000
1.0…2.5	< 10	10-1000	1000-50000	50000-100000
2.5…5.0	< 10	10-500	500-35000	35000-75000
5.0…10	< 10	10-300	300­-25000	25000-50000
Более 10	< 10	10-200	200-10000	10000-25000

Особенностью серийного производства является выпуск продукции партиями или сериями, которые периодически повторяются.

Этот вид производства подразделяют на мелкосерийное, среднесерийное и крупносерийное. По технологическим признакам единичное и мелкосерийное производства отличаются мало.

Тип производства по ГОСТ 3.1108—74 характеризуется коэффициентом закрепления операций: 20< Кз.о ≤40— мелкосерийное производство.

Кз.о = О/Р,

где О — число операций; Р — число рабочих мест. При этом значение коэффициента Кз.о принимают для планового периода, равного одному месяцу.

Желательно чтобы оборудование размещалось недалеко друг от друга. Это сократит расходы, связанные с перемещением деталей от одного рабочего места к другому. Расположение оборудование по ходу технологического процесса не является обязательным

3.5. Выбор вида и метода получения заготовки

В данном случае в качестве заготовки целесообразно использовать заготовку из проката круглого сечения нормальной точности по ГОСТ 2590-88 и заготовку из проката квадратного сечения нормальной точности по ГОСТ 2591-88. Проведем сравнительный анализ этих видов заготовок и выберем наилучший.

Расчет заготовки из проката нормальной точности по ГОСТ 2590-88.

Расчет размеров заготовки:

Диаметр описанной окружности рассчитываем по формуле:

D=1,414*а =1,414*25=35,35мм

Где,

а = 25 мм – сторона квадрата.

С учетом предельных отклонений принимаем диаметр прутка = 36 ^+0,4_{-0,75 мм по [6] стр.81, прил. 11.}

Диаметр заготовки принимаем равным наибольшему диаметру прутка

Dзаг=36,4 мм .

Расчет припусков на подрезку торцев заготовки:

При подрезке торца заготовки круглого сечения Ø 36 мм при длине детали 68мм припуск на сторону Z _подр.=0,7 мм, по [22. с.29], табл. 4.

Длину отрезаемой заготовки рассчитываем по формуле [22. с.30]

L заг=L_д+2 *Z _подр. .

Где,

L д = 68 мм – длина детали.

Тогда:

L заг=68+2*0,7= 69,4»70 мм.

Допуск на отрезание заготовки принимаем по 14 квалитету точности. Имеем: L заг=70h14(_-0,74) мм

Исходя из предельных отклонений на длину заготовки, округленная длина заготовки составит 70 мм.

Определяем массу заготовки.

Gз = Y*V_з

Где Y–7,85 г/см³ - плотность стали Ст3сп ГОСТ 535-88.

V_з = l_з* R_з²*π – объем заготовки.

Где: l_з=7см – длина заготовки.

R_з=Dзаг/2=3,64/2=1,82см – радиус заготовки

Тогда:

G_{пр.об.точ.} = 7,85*7*1,82²* π=571,82г=0,57 кг

Определяем число заготовок, получаемых из проката длиной 7000мм

X=(L_пр – l_о.т - l_заж)/( l_з + l_р )

где: L_пр =7000мм – длина проката.

l_о.т=(0,3…0,5)*Ø_заг.= 0,3*36,4= 10,92мм – длина торцевого обрезка по

[22. с.33]

l_заж=(0,9…1,2)*Ø_заг.= 0,9*36,4= 32,76мм – минимальная длина зажимного конца, за который закрепляется пруток при его разрезке по [22. с.34].

l_з=70мм – длина заготовки

l_р=6,5 мм – ширина прорезки сегментной дисковой пилой по [22. с.33].

Тогда:

X=(7000-10,92-32,76)/(70+6,5)=90,93шт.

Округляем до 90шт.

Определяем потери от некратности длины прутка:

L_нк= L_пр- X* ( l_з + l_р ) = 7000-90*(70+6,5)=115мм

Определяем общие потери при получении групповых заготовок из проката длиной 7000мм.

П _п.о=( l_о.т + l_заж + l_р *Х+ L_нк )*100/7000

П _п.о= (10,92+32,76+6,5*90+115)*100/7000=10,62%

Определяем число заготовок, получаемых из проката длиной 4000мм

X=(4000-10,92-32,76)/(70+6,5)=51,71шт.

Округляем до 51шт.

Определяем потери от некратности длины прутка

L_нк= L_пр- X* ( l_з + l_р ) = 4000-51*(70+6,5)=98,5 мм

Определяем общие потери при получении групповых заготовок из проката длиной 4000мм.

П _п.о=( l_о.т + l_заж + l_р *Х+ L_нк )*100/4000

П _п.о= (10,92+32,76+6,5*51+98,5)*100/4000=11,84%

ВЫВОД: Так как общие технологические потери меньше у проката длиной 7000мм, то принимаем в качестве заготовки длину проката равную 7000мм.

Определяем массу заготовки с учетом неизбежных технологических потерь.

G_з.п= Gз +( Gз * П _п.о)

G_{з п.}= Gз *( 100+ П _п.о)/100=0,57 *(100+10,62)/100=0,63кг

Расчет коэффициента использования материала:

Величину коэффициента использования материала рассчитываем по формуле:

Ким = G_дет / G_пр = 0,14/0,63= 0,22

где G_дет =0,14 кг – масса детали по чертежу.

Расчет стоимости заготовки из проката обычной точности:

С_{гр об. точн} = [С_м * G_пр – (G_пр - G_дет)*С_отх]*К_инф./1000

где

С_м=143руб – цена 1т материала заготовки по [22. с.87], табл. 20

С_отх= 28,1руб – цена 1т стальной стружки по [22. с.89], табл. 22

К_инф.=100 – коэффициент инфляции.

Тогда: С_{гр об. точн} =[143*0,63– (0,63-0,14)*28,1]*100/1000=7,63руб.

Расчет заготовки из проката квадратного сечения нормальной точности по ГОСТ 2591-88.

Расчет размеров заготовки:

С учетом предельных отклонений принимаем квадрат со стороной

а= 25 ^+0,4_{-0,5 мм по ГОСТ 2591-88.}

Размер заготовки принимаем равным наибольшему размеру квадрата

а_заг=25,4 мм .

Расчет припуска на подрезку торцев заготовки:

При подрезке торца заготовки □25 мм при длине детали 68мм припуск на сторону Z _подр.=0,7 мм, по [22. с.29], табл. 4.

Длину отрезаемой заготовки рассчитываем по формуле [22. с.30]

L заг=L_д+2 *Z _подр. .

Где,

L д = 68 мм – длина детали.

Тогда:

L заг=68+2*0,7= 69,4»70 мм.

Допуск на отрезание заготовки принимаем по 14 квалитету точности. Имеем: L заг=70h14(_-0,74) мм

Исходя из предельных отклонений на длину заготовки, округленная длина заготовки составит 70 мм.

Определяем массу заготовки.

Gз = Y*V_з

Где Y–7,85 г/см³ - плотность стали Ст3сп ГОСТ 535-88.

V_з = l_з* а_заг ² – объем заготовки.

где: l_з=7см – длина заготовки.

а_заг =2,54см – сторона квадрата заготовки

Тогда:

G_{пр.об.точ.} = 7,85*7*2,54²=354,52г=0,35 кг

Определяем число заготовок, получаемых из проката длиной 7000мм

X=(L_пр – l_о.т - l_заж)/( l_з + l_р )

где: L_пр =7000мм – длина проката.

l_о.т=(0,3…0,5)*□_заг.= 0,3*25,4= 7,62мм – длина торцевого обрезка по [22. с.33].

l_заж=(0,9…1,2)*□_заг.= 0,9*25,4= 22,86мм – минимальная длина зажимного конца, за который закрепляется квадрат при его разрезке по [22. с.34].

l_з=70мм – длина заготовки

l_р=6,5 мм – ширина прорезки сегментной дисковой пилой по [22. с. 33].

Тогда:

X=(7000-7,62-22,86)/(70+6,5)=91,1шт.

Округляем до 91шт.

Определяем потери от некратности длины проката

L_нк= L_пр- X* ( l_з + l_р ) = 7000-91*(70+6,5)=38,5 мм

Определяем общие потери при получении групповых заготовок из проката длиной 7000мм.

П _п.о=( l_о.т + l_заж + l_р *Х+ L_нк )*100/7000

П _п.о= (7,62+22,86+6,5*91+38,5)*100/7000=9,43%

Определяем число заготовок, получаемых из проката длиной 4000мм

X=(4000-7,62-22,86)/(70+6,5)=51,88шт.

Округляем до 51шт.

Определяем потери от некратности длины проката:

L_нк= L_пр- X* ( l_з + l_р ) = 4000-51*(70+6,5)=98,5 мм

Определяем общие потери при получении групповых заготовок из проката длиной 4000мм.

П _п.о=( l_о.т + l_заж + l_р *Х+ L_нк )*100/4000

П _п.о= (7,62+22,86+6,5*51+98,5)*100/4000=11,51%

ВЫВОД: Так как общие технологические потери меньше у проката длиной 7000мм, то принимаем в качестве заготовки длину проката равную 7000мм.

Определяем массу заготовки с учетом неизбежных технологических потерь.

G_з.п= Gз +( Gз * П _п.о)

G_{з п.}= Gз *( 100+ П _п.о)/100=0,35 *(100+9,43)/100=0,38кг

Расчет коэффициента использования материала:

Величину коэффициента использования материала рассчитываем по формуле:

Ким = G_дет / G_пр = 0,14/0,38= 0,37

где G_дет =0,14 кг – масса детали по чертежу.

Расчет стоимости заготовки из проката квадратного сечения:

С_квад. = [С_м * G_пр – (G_пр - G_дет)*С_отх]*К_инф./1000

где

С_м=143+143*0,3=185,9руб – цена 1т материала заготовки (принимаем на 30% больше цены проката обычной точности )

С_отх= 28,1руб – цена 1т стальной стружки по [22. с.89], табл. 22

К_инф.=100 – коэффициент инфляции.

Тогда: С_квад. =[185,9*0,38– (0,38-0,14)*28,1]*100/1000=6,38руб.

Технико-экономическое обоснование выбора метода получения заготовки:

Рассчитываем экономический эффект от применения более дешевой заготовки (проката квадратного сечения) в денежном выражении на объем выпуска изделия:

Э= (С_{гр об. точн} - С_квад.) *N

Э= (7,63-6,38) *200= 250 руб.

Где:

N=200 – годовой объем выпуска детали

3.6. Базовый технологический процесс и его анализ

№ операции	Наименование операции	Оборудование
	Заготовительная	Кругопильный станок 8Г661
	Токарно-винторезная	Токарно - винторезный станок 1А616
	Фрезерная	Горизонтально-фрезерный станок 6М82Р
	Фрезерная	Горизонтально-фрезерный станок 6М82Р
	Сверлильная	Вертикально-сверлильный станок 2Н125
	Слесарная	Верстак КЗ 7409А
	Контрольная	Плита 2-2-1600х1000 ГОСТ10905-86

Технологический процесс не имеет недостатков ни в части построения технологических операций, ни в части используемого технологического оборудования и приспособлений.

В качестве конкретного мероприятия по совершенствованию имеющегося техпроцесса можно применить на фрезерной операции № 010 многоместное приспособление для фрезерования паза шириной 12мм и глубиной 35мм.