Пределение типа производства
ведение
Переход народного хозяйства на рыночные отношения предполагают создание экономических предпосылок для эффективного действующего производства как с точки зрения рационального использования ресурсов, так и точки зрения ускорения научно-технического прогресса и полного удовлетворения потребностей производителей и потребителей.
Основным результатом поставленных задач должно стать повышение качества всех видов продукции и обеспечение ее конкурентоспособности на внешнем рынке.
Обеспечение высокого качества продукции требует конкретного изучения научно-технической политики, совершенствования технической базы производства и существенного улучшения оснащенности разработчиков новых видов изделий научными, аналитическими приборами и средствами вычислительной техники.
В условиях новых производственных отношений в современном машиностроении особое значение приобретают:
1) Организация производства;
2) Эффективное использование технологических средств;
3) Создание приспособлений, расширяющих возможности выполнения различных операций на металлорежущих станках, повышения качества изделий и конкурентоспособности.
В данном курсовом проекте предусматривается разработка технологического процесса изготовления шлицевого вала и приспособления на одну из операций.
Предложенные в проекте организационные технологические и конструкторские решения повысят производительность труда, качество выпускаемой продукции, а также дадут значительный технико-экономический эффект.
2. Описание детали и анализ ее технологичности.
Деталь- вал шлицевый. Вал шлицевый изготавливается из конструкционной стали 40Х штамповкой, поэтому конфигурация поверхностей не вызывает значительных трудностей при получении заготовки. Данный материал используется для деталей, работающих при средних окружных скоростях, высоких удельных давлениях и небольших ударных нагрузок; для валов, работающих в подшипниках качения.
Табл.1.1
Химический состав стали 40Х (ГОСТ 4543-71)
| С | Р | Mn | S | Si | Ni | Cr | Cu |
| 0,36-0,44% | 0,035% | 0,50-0,80% | 0,035% | 0,17-0,37% | 0,30% | 0,80-1,10% | 0,30% |
Табл.1.2
Физико-механические и технологические свойства стали 40Х (ГОСТ 4543-71)
| Физико-механические свойства | Технологические свойства | |||||
| Плотность ρ, г/см3 | Предел прочности при растяжении σв, МПа | Модуль упругости Е, МПа | После закалки | Температура ковки, ⁰ С | ||
| Предел прочности при растяжении σв, МПа | Ударная вязкостьан ·105, Дж/м2 | HRC | ||||
| 7,85 | 46-51 | 800-1250 |
Вал шлицевый входит в состав опоры карданной передачи. Карданная передача предназначена для передачи крутящего момента.
В современном машиностроении обработка снятием стружки даже в весьма развитых отраслях доходит до 30…40 % от общей трудоемкости изготовления машин. Поэтому технологичность деталей, подвергающихся механической обработке, имеет большое значение: каждая деталь должна изготавливаться с минимальными трудовыми и материальными затратами. Эти затраты можно сократить в значительной степени от правильного выбора вариантов технологического процесса, его оснащения, механизации и автоматизации, применения оптимальных режимов обработки и правильной подготовки производства. Чем меньше трудоемкость и себестоимость изготовления детали, тем она технологичнее. На трудоемкость изготовления детали оказывают особое влияние ее конструкция и технические требования на изготовление.
Исследуемая деталь относится классу валов.
В целом деталь технологична:
1) имеются удобные базы;
2) конструкция детали допускает обработку большинства наружных поверхностей с одной стороны при одной установке;
3) свободный доступ к обрабатываемым поверхностям режущего и измерительного инструмента;
4) простота форм детали, обеспечивающая возможность выбора рационального метода изготовления заготовки, который обеспечивает наиболее высокий коэффициент использования материала; (в данном случае поковка на ГКМ)
5) возможность применения типовых технологических процессов для обработки детали;
6) конструкция детали допускает одновременную обработку нескольких поверхностей;
Однако имеются и отклонения от технологичности:
1) деталь имеет шлицевые поверхности;
2) имеются кольцевые радиальные выточки, расположенные на шлицевых участках;
3) выполнение шлицевой поверхности, что увеличивает трудоемкость ее изготовления.
В зависимости от качества материал может подаваться обработке резанием по-разному – труднее или легче.
Способность материалов поддаваться резанию принято называть их обрабатываемостью. Обрабатываемость материала тем лучше, чем выше скорость резания, меньше силы резания и чище обработанная поверхность. В большинстве случаев за критерий обрабатываемости принимают скорость резания, обеспечивающую некоторую наиболее целесообразную в данных условиях стойкость инструмента.
Обрабатываемость материала оказывает большое влияние на производительность и себестоимость готовой детали, а значит, является критерием оценки технологичности.
Обрабатываемость стали зависит в основном от структуры, содержания углерода и легирующих компонентов. Интенсивность износа инструмента увеличивается в зависимости от структуры в такой последовательности: феррит, перлит, сорбит, троостит. Различное влияние структур на износ инструмента объясняется их твердостью. С увеличением содержания углерода в стали, обрабатываемость ее ухудшается, исключая чистоту поверхности, которая улучшается. С повышением содержания углерода понижается теплопроводность стали, что увеличивает температуру резания, возрастают твердость и прочность. Все это приводит к снижению скорости резания.
Легирующие элементы в стали (хром, марганец, кремний, вольфрам и т. п.) ухудшают обрабатываемость, так как снижается теплопроводность, возрастают твердость и прочность. Наличие карбидов также способствует повышению интенсивности износа инструмента.
Учитывая все вышеупомянутое, а также то, что материал детали углеродистая, хромистая сталь 40Х, по техническим условиям имеющая микроструктуру в отожженном состоянии – зернистый перлит, твердость 170…207 HB, обрабатываемость материала детали резанием в целом можно признать удовлетворительной.
Материал, сталь 40Х, выбран с учетом работы в узле. На деталь действуют силы смятия, в частности на шлицевые участки вала.
Упрощение конструкции вала нецелесообразно – деталь не сможет выполнять свое назначение. Его конструкция имеет достаточную жесткость, а обработку нескольких поверхностей можно осуществлять в один установ.
Способ получения заготовки также является экономически целесообразным, что подтверждается коэффициентом использования материала.
Проанализировав выше рассматриваемую деталь можно сделать вывод, что она является достаточно технологичной. Если с целью уменьшения механической обработки, соответственно уменьшить протяженность некоторых поверхностей, то деталь не сможет выполнять своего прямого назначения.
пределение типа производства
Тип производства определяется коэффициентом серийности в том случае, если у заводского технологического процесса могут быть выбраны штучные времена по всем операциям.
При отсутствии данных по трудоемкости, тип производства может быть определен только после детальной разработки технологического процесса.
В этом случае тип производства устанавливается ориентировочно, в зависимости от годовой программы запуска деталей и веса из табл.3.1.
Табл. 3.1.
| Вид Производства | Количество обрабатываемых в год деталей одного наименования | ||
| Тяжелых свыше 300 кг. | Средних От 20 до 300 кг. | Легких До 20 кг. | |
| Единичное | до 5 | до 10 | до 100 |
| Мелкосерийное | 5…100 | 10…200 | 200…500 |
| Серийное | 100…300 | 200…1000 | 500…5000 |
| Крупносерийное | 300…1000 | 1000…5000 | 5000…50000 |
| Массовое | >1000 | >5000 | >50000 |
После разработки технологического процесса на базе выбранного типа производства и расчета штучного или штучно-калькуляционного времени по всем операциям определяется коэффициент серийности
Поскольку данная деталь не имеет заводского технологического процесса, следуем вышеуказанной рекомендации, т.е. по массе детали и программе запуска, принимаем ориентировочно серийный тип производства. Так как, масса детали m=9.85 кг, а кол-во обрабатываемых в год деталей примем N=700 шт.
Рассчитаем такт выпуска деталей по формуле:
(3.1)
где Fd - действительный годовой фонд времени работы оборудования в часах;
N- годовая программа выпуска деталей в штуках.
Поскольку кол-во рабочих дней составляет 254 дня, с учетом 8-ми часового рабочего дня 
=254×8=2032 часа, производим расчет:
Данный тип производства имеет ограниченную номенклатуру изделий, изготовляемых или ремонтируемых периодически повторяющимися партиями, и сравнительно большим объемом выпуска.
Серийное производство является основным типом современного машиностроительного производства. По всем технологическим и производственным характеристикам серийное производство занимает промежуточное положение между единичным и массовым производством.
Характерным признаком серийного производства является выполнение на рабочих местах нескольких повторяющихся операций.
Технологическая документация и техническое нормирование подробно разрабатываются для наиболее сложных и ответственных заготовок при одновременном применении упрощенной документации и опытно-статистического нормирования простейших заготовок.
При серийном производстве определяется кол-во деталей в партии, одновременно запускаемых в производство по формуле:
(3.2)
где f – необходимый запас деталей на складе (для мелких 5-10 дней);
Q – число рабочих дней в году.
Так как выше не был выбран коэффициент серийности, принятый тип производства требует дальнейшего уточнения.