Пояснительная записка к выпускной квалификационной работе (форма вкр) (тема вкр) Выполнил Подпись

• Название: Пояснительная записка к выпускной квалификационной работе (форма вкр) (тема вкр) Выполнил Подпись
• Дата: 23.06.2019
• Размер: 1.6 Mb.
• Имя файла: VKR_ZhUKOV_TP_ShPINDEL.docx
• Тип: Пояснительная записка; #82769
• страница: 2 из 7

Таблица 1.5 – Типы производства

Тип производства	Количество обрабатываемых деталей в год
	крупных более 20 кг	средних от 5 до 20 кг	Мелких менее 5 кг
Единичное	до 5	до 10	до 100
Серийное	от 5 до 1000	от 10 до 5000	от 100 до 50000
Массовое	свыше 1000	свыше 5000	свыше 50000

Масса детали 15,6 кг, годовой объем выпуска определим как четыре тысячи штук, следовательно, тип производства – среднесерийный.

На основании выбранного типа производства разрабатываем стратегию технологического процесса и сводим ее в табл. 1.6.

Таблица 1.6 – Стратегия ТП для изготовления детали в условиях среднесерийного производства

Показатель ТП	Характеристика для серийного производства
1. Форма организации ТП	Переменно-поточная
2. Повторяемость выпуска	Периодически повторяется, партиями
3. Вид ТП	Единичный

Продолжение таблицы 1.6

4. Заготовка	Прокат, поковка (выбрать оптимальную)
5. Вид припуска	Расчетный (частично табличный)
6. Оборудование	Универсальное, специальное, станки с ЧПУ
7. Загрузка оборудования	Периодическая смена различных деталей
8. Расстановка оборудования	По ходу ТП
9. Оснастка	УСПО, частично специальная
10. Подробность разработки документации	Маршрутные, операционные карты и карты эскизов

2. ВЫБОР И ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЗАГОТОВКИ
2.1 ВЫБОР ОПТИМАЛЬНОГО ВАРИАНТА ПОЛУЧЕНИЯ ЗАГОТОВКИ

Метод получения заготовки определяют в зависимости от свойств обрабатываемого материала, типа детали, сложности формы детали, типа производства.

Данная деталь имеет среднюю сложность формы, ее изготавливают в среднесерийном производстве из легированной стали 38Х2МЮА. Пользуясь справочной информацией мы определим, что для данных условий оптимальными методами получения заготовки являются прокат и поковка.

Для определения рационального метода получения заготовки воспользуемся технико-экономическим анализом.

Для этого сравним себестоимости получения заготовки двумя методами:

1) Получение заготовки из стального горячекатаного круглого сортового проката;

2) Получение заготовки поковкой полученной на кривошипном горячештамповом прессе в открытом штампе.
2.1.1 РАСЧЕТ ЗАГОТОВКИ ИЗ ПРОКАТА

За основу расчета промежуточных припусков принимаем наружный диаметр детали 129_-0,1 мм.

Определяем расчетный размер заготовки по формуле:

(2.1)

где, D_н=129мм - номинальный размер;

2z₁₀ = 7,5мм, 2z₂₀ = 2,5мм, 2z₄₀= 0,5мм – припуски на диаметр на операциях 10, 20, 40[3, с. 41, табл.3.13].

D_р.з=129+7,5+2,5+0,5=139,5 мм.

По расчетным данным выбираем размер проката из легированной конструкционной стали 140ммпо ГОСТ 2590-88



Нормальная длина проката 7 м.

Общую длину заготовки определим по формуле:

(2.2)

где, L_д = 415 мм – номинальная длина детали;

2z_подр= 3,0 мм – припуск на подрезку торцевых поверхностей [3, с. 40, табл.3.12] .

L_з=415+3,0=418 мм.

Объем заготовки определим по формуле:

V₃, мм (2.3)

V3==6,43106 мм2.

Массу заготовки определим по формуле:

(2.4)

где,  = 7,71 кг/м³ – плотность стали;

m_з=7,716,43=49,57 кг.

Неоднократность в зависимости от принятой длины проката определим по формуле:

(2.5)

где, L_пр= 7м – длина выбранного проката;

l_заж = 100 мм – минимальная длина зажимного конца;

l_от – длина торцевого обрезка проката, мм;

(2.6)

l_р= 6 мм – ширина реза [3, с. 37] ;

х – число заготовок, изготовляемых из принятой длины проката, шт;



l_от = 0,3140 = 42 мм;



Принимаем х = 16 шт.

L_нк =7000 – 42 –100 –16^.(418+6) = 74 мм.

Общие потери материала к длине выбранного проката определим по формуле:

(2.8)

где, П_нк – потери материала на неоднократность, %



П_от – потери на торцевую обрезку проката, %



П_заж – потери при выбранной длине зажима, %



П_р – потери на отрезку заготовки, %











П_п.о=1,05 + 0,6 + 1,43 + 0,09 = 3,17 %.

Расход материала на одну деталь с учетом всех технологических потерьопределим по формуле:





Коэффициент использования материала определим по формуле:




2.1.2 РАСЧЕТ ЗАГОТОВКИ ПОКОВКИ

2.1.2.1 ВИД ЗАГОТОВКИ

Выбираем заготовку – поковку полученную на кривошипном горячештамповом прессе в открытом штампе. Нагрев индукционный.
2.1.2.2 РАСЧЕТНАЯ МАССА ПОКОВКИ



где, m_д = 15,6 кг – масса детали;

К_р = 1,5 – расчетный коэффициент [5, прил. 3, табл. 20];

m_з^р =15,61,5 = 23,35 кг.

2.1.2.3 КЛАСС ТОЧНОСТИ ПОКОВКИ

Класс точности выбираем по [5, прил. 4, табл. 19]. Исходя из способа получения заготовки – на кривошипном горячештамповом прессе – Т4.

2.1.2.4 ГРУППА СТАЛИ

Сталь 38Х2МЮА – группа стали М2: Содержание углерода (С) 0,35 - 0,42.

2.1.2.5 СТЕПЕНЬ СЛОЖНОСТИ

Размеры описывающей заготовку фигуры (цилиндр) :

D_ф = 1291,05 = 135,45 мм; L_ф = 4151,05 = 435,75 мм.

Массу описывающей фигуры определим по формуле:



m_ф = 48,38 кг.

m_з^р/ m_р = 23,35/48,38 = 0,48 – следовательно степень сложности С3 (m_з^р /m_р = 0,32…0,63) [5, с. 30, прил. 2] .

Конфигурация поверхности разъёма штампа – плоская П [5, с. 8]
2.1.2.6 ИСХОДНЫЙ ИНДЕКС

Численную величину ИН определяем по формуле:



где N1 - номер интервала, в который попадает масса поковки ( в данном случае 8 ) ;

MS - группа стали (MS = 1 для группы стали M1,

MS = 2 для группы М2,

MS = 3 для группы МЗ);

ST - степень сложности поковки (ST = 1 для CI,

ST = 2 для С2,

ST = 3 для СЗ

ST = 4 для С4) ;

КТ - класс точности (КТ = 1 для Т1,

КТ = 2 для Т2,

КТ = З для ТЗ,

КТ = 4 для Т4) .

ИН = 8+ (2 – 1) + (3 – 1) + 2(4 – 1)=17

Исходный индекс – 17.
2.1.2.7 ОСНОВНЫЕ ПРИПУСКИ НА ОБРАБОТКУ, РАЗМЕРЫ ПОКОВКИ

Припуски на обработку определяем по [5, с. 12, табл.3], допуски по [5, с. 17, табл.8] и сводим в табл. 2.1.

Дополнительные припуски учитывающие:

• 
  смещение по поверхности разъёма штампа – 0,5 мм;
  
• 
  отклонение от прямолинейности – 1,0 мм
  

Определим основные припуски на размеры: 

• 
  3,0 мм – для диаметра 129 мм;
  
• 
  2,7мм – для диаметра 100 мм;
  
• 
  3,8 мм – для длины 60 мм;
  
• 
  3,8 мм – для длины 355 мм
  

Таблица 2.1 - Припуски и допуски на размеры поковки

Размер детали, мм	Припуск на размер, мм	Допуск, мм
 129	129+3*2=135	135

Продолжение таблицы 2.1

 100	100+2,7*2=105,4	105,4
60	60+3,8*2=67,6	67,6
355	355+3,8-3,8=355	355

Разобьем заготовку на элементарные фигуры и определим общий объём заготовки по формуле:





V₁= 0,78513,5²6,76=967,12см³

V₂= 0,78510,54²35,5=3095,84см³

V_заг. = 4062,96 см³=4,062*10⁶.
2.1.2.8 МАССА ПОКОВКИ



где,  = 7,71 кг/м³ – плотность стали;

V_i – объёмы элементарных фигур, на которые можно разбить поковку.

m_з^пок = 31,31 кг.
2.1.2.9 ОБЪЁМ ТРЕБУЮЩЕГОСЯ МАТЕРИАЛА

V = V_пок +V_у +V_о, мм³ (2.21)

где, - объём поковки;

V_у - объём материала теряемого на угар при нагреве, мм³





V_о – объём материала теряемого на облой, мм³



где, ε =1,5 - коэффициент изменения сечения облоя;

P_п = 1988 мм – периметр поковки;

F_м – площадь поперечного мостика, мм²

F_м =lh_о, мм² (2.24)

где, l = 6 мм – длина мостика;

h_о – толщина мостика, мм

h_о = 0,015 ,мм (2.25)

где, F_пок.п. = 58000,8 мм² – площадь проекции поковки на плоскость разъёма;

h_о = 0,015 = 3,61 мм;

F_м = 3,616 = 21,66 мм² ;

V_о = 1,521,66(1988+1,53,146) = 0,06510⁶ мм³;

V = (4,062+0,02+0,065)10⁶ = 4,14710⁶ мм³.
2.1.2.10 КОЭФФИЦИЕНТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МАТЕРИАЛА

m_и.з. = V, кг – масса исходной заготовки;

m_и.з. = 7,714,147 = 31,97 кг,


2.2 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ МЕТОДОВ ПОЛУЧЕНИЯ ЗАГОТОВКИ

Себестоимость деталирасчитаем по формуле:

С_дет=С_з+ С_мо- С_отх, руб (2.26)

где С_з – стоимость заготовки, руб;

С_мо – стоимость механической обработки, руб;

С_отх – стоимость отходов, руб.
Для заготовки полученной из проката:

С_з^пр = С_б^.m_з, руб (2.27)

Для заготовки из полученной поковки:

С_з = С_б^.m_з^. К_т^. К_сл^. К_в^.К_м^.К_п ,руб (2.28)

где С_б – базовая стоимость кг заготовки;

m_з – масса заготовки;

К_т – коэффициент точности;

К_сл – коэффициент сложности;

К_в – коэффициент массы;

К_м – коэффициент марки материала;

К_п – коэффициент объема производства.
Для заготовки полученной из проката:

С_б^пр = 13 руб/кг

m_з= 51,14 кг

С_з^пр = 13 ^.51,14 = 664,82 руб
Для заготовки – поковки полученной на кривошипном горячештамповом прессе:

С_б^шт = 16,36 руб/кг

К_т = 0,8 [13, с.39]

К_сл = 0,9 [13, с.40, табл. 15]

К_в = 0,75 [13, с.40, табл. 15]

К_м = 1,98 [13, с.39]

К_п = 1,0 [13, с.39]

С_з^пок = 16,38 ^. 31,97^. 0,8 ^. 0,9 ^. 0,75 ^. 1,98 ^. 1,0 = 559,9 руб./шт.

С_мо = С_уд^. (m_з-m_д) ,руб (2.29)

где С_уд – удельные затраты на снятие 1 кг стружки, руб.

С_уд = С_с +Е_н^.С_к ,руб (2.30)

где С_с = 11,3 руб/кг – текущие затраты [ 6, с.9 , табл. 3.2 ] ;

С_к = 32,84 руб/кг – капитальные затраты [ 6, с.9 , табл. 3.2 ] ;

Е_н = 0,33 – нормативный коэф. эффективности капитальных вложений.

С_мо^пр = (11,3 + 0,3332,84)(51,14–16,8) = 760,19 руб/кг.

С_мо^пок = (11,3 + 0,3332,84)(31,97– 16,8) = 335,82 руб/кг.

С_отх = С_{уд отх}(m_з-m_д) ,руб (2.31)

где С_{уд отх} – удельная себестоимость 1 кг отходов, руб.

С_{уд отх} = 0,1^.С_б , руб/кг (2.32)

С_{уд отх}^пр = 0,1 ^. 13 = 1,3 руб/кг.

С_{уд отх}^пок = 0,1 ^.16,36 = 1,64 руб/кг.

С _отх^пр= 1,3 ^.(51,14 – 16,8) = 44,64 руб.

С _отх ^пок= 1,64 ^.(31,97 – 16,8) = 24,87 руб.

С_дет^пр = 664,82 + 760,19 – 44,64 = 1380,37 руб.

С_дет^пок = 559,9 + 335,82 – 24,87 = 869,95 руб.
Проведенные расчеты показывают экономически целесообразно в качестве заготовки для детали – шпиндель использовать заготовки полученные путем поковки.