2.1. Установление типа производства и его обоснование. Расчет партии запуска.

Тип производства принимают в зависимости от:

1. Годовой производственной программы;

2. Массы и конструкции детали.

Тип производства - крупносерийное, т.к. N=60000 шт. при массе детали от 2,5 кг до 5 кг [2,табл.3.1,с.24 ]

Для серийного производства определяют размер партии деталей, запускаемых в производство одновременно.

, [2,табл.3.1,с.24 ] (2.1.1.)

где N - количество деталей одного наименования и размера в годовом объёме выпуска изделий, шт;

t - необходимый запас заготовок на складе. (t=5 дней);

Фу - число рабочих дней в году. (Фу=253 дня).

дет.

Принимаем n=1200 деталей.

3. Выбор и экономическое обоснование вида заготовки.

Для принятия решения о выборе заготовки целесообразно сделать сопоставление двух возможных способов получения заготовки:

1. Метод горячей объёмной штамповки.

2. Заготовка из проката.

Для проката.

Эскиз заготовки из проката. приведен на Рис.2.3.1.

Диаметр заготовки из проката определяем по таблице 23 [4, с.182 ].

Исходя из максимального диаметра обрабатываемой детали (Ø 60 мм) и длины (278 мм), определяю, что диаметр заготовки при её длине до 480 мм будет равен 65 мм. Принимаю горячекатаный прокат обычной точности Ø 65 мм.

Поле допуска на Ø65 мм определяю по таблице 62 [5, с.169 ]. Для горячекатаного проката обычной точности предельные отклонения равны es=+0,5, ei=-1,1 мм.

Длина заготовки будет состоять из длины детали по чертежу с прибавлением припусков на подрезку торцов.

, [9, с.15]. (2.3.1.)

где Lд. - номинальная длина детали по чертежу, мм. (Lд=278 мм);

Zп. - припуск на сторону, мм. (Zп. =3 мм, [4, табл.24,с.183]).

.

Предельные отклонения на длину заготовки устанавливаем по таблице 3 [5, с.171], которые для отрезки заготовки Ø 65 мм дисковыми пилами составляют 1 мм.

Тогда Lз=284 1 мм.

Объём заготовки определяем по формуле:

. [9, с.16] (2.3.2)

Где Lз - длина заготовки, см. (Lз=28.4 см);

Dз.п. - диаметр заготовки, см. (Dз.п.=6,5 см)

см³

Массу заготовки определяем по формуле:

, [9, с.16] (2.3.3)

где - плотность материала, кг/см³

=7,39 кг

Неизбежные технологические потери (некратность длины проката, потери материала на зажим при отрезке и др.) материала при изготовлении деталей из проката в среднем составляют 15%. Принимаем технологические потери 15%. Тогда расход материала на одну деталь с учетом всех, технологически неизбежных, потерь определяется по формуле:

, [9, с.16] (2.3.4.)

где Пп.о. - общие потери выбранного проката (Пп.о.=15%)

кг

Коэффициент использования материала:

Ки.м. = Уд/Уз.п. [2, с.38] (2.3.5.)

Ки.м.=3,5/8,5=0,41

Стоимость заготовки из проката:

Сз.п.=См*Уз.п.-(Уз.п.-Уд.)*Сотх/1000, [9, с.22] (2.3.6)

где См - цена 1 кг материала заготовки, грн. (См=2.9 грн.);

Сотх - цена одной тонны отходов материала, грн. (Сотх=641 грн).

Сз.п. = 2,9*8,5-(8,5-3,5)*641/1000 = 21,45 грн.

Для штамповки.

Заготовка, изготовленная методом горячей объёмной штамповки на горизонтально-ковочной машине (ГКМ).

Масса детали - 3.5 кг.

Материал детали - Сталь 45.

Расчетная величина поковки:

[6, с.8] (2.3.7)

где М п.р. - расчетная масса поковки, кг;

Кр. - расчетный коэффициент. (Кр.=1.3-1.6). [6, прил. 3, с.31] Принимаю Кр.=1.3.

Конфигурация заготовки-штамповки приведена на Рис 2.3.2.

Группа стали детали (Сталь 45) - «М2», степень сложности поковки определяю по формуле:

, [6, с.8] (2.3.8)

где У_п.р. - расчетная масса поковки. У_п.р.=4,55 кг;

У_ф. - масса фигуры, в которую вписывается деталь.

Поковка вписывается в цилиндр, размеры которого составляют:

D_ф=Dд._max*1.05=60*1.05=63 мм=6,3 см.

L_ф=Lд._max*1,05=278*1,05=291,9=29,19 см.

Масса фигуры, в которую вписывается заготовка определяется по формуле:

[8, с.19 ] (2.3.9)

Тогда С = 4,55/7,14=0,64, что соответствует значению для степени сложности заготовки «С1», [6, с.30].

Класс точности заготовки, изготовленной на ГКМ, - «Т4», [6, с.28].

Зная ориентировочную массу поковки, группу стали, степень сложности, класс точности заготовки, определяем исходный индекс - «12». [6, с.10].

По табл.3 [6, с.12-13] определяем основные припуски (на сторону).

На основании принятых припусков на размеры детали определяем расчетные размеры заготовки:

Dр=Dн+2*Zо [9, с.19 ] (2.3.10)

Dр ₆₀= 60+2*1,4=62,8 мм.

Dр₅₀ = 50+2*1,9=53,8 мм.

Dр₄₂ = 42+2*1,9=45,8 мм.

Длиновые размеры заготовки:

Lр ₂₇₈ = Lд₂₇₈+2*Zо=278+2*2,3=282,6 мм.

Lр₁₂₈ = Lд₂₇₈+Zр₂₇₈-Z₁₂₈=128+2.3-2=128.3 мм.

Lр₁₀₆ = Lд₂₇₈+ Zр₂₇₈- Z₁₀₆=106+2,3-1,8=106,5 мм.

Предельные отклонения на размеры заготовки определяем по таблице 3 [6, с.18]:

Ø 62,8 мм 282,6 мм

Ø 53,8 мм 128,3 мм

Ø 43,4 мм 106,5 мм

Разрабатываем эскиз на штампованную заготовку с техническими требованиями на изготовление (рис 2.3.3.)

Для определения объёма штамповки условно разбиваем фигуру заготовки на отдельные простые элементы и проставляем на них размеры (Рис 2.3.4)

Рабочий чертеж заготовки-штамповки приведен на Рис 2.3.3.

Общая длина заготовки равна l=282.6 мм, длина большей ступени детали L₂=128.3 мм, длина третьей ступени заготовки L₃=106.4 мм, следовательно, длина оставшейся ступени l₄=l-L₂- L₃=282.6-128.3-106.4=47.9 мм.

Элементы заготовки-штамповки для определения объёмов приведены на Рис 2.3.4.

Определяем объём отдельных элементов заготовки.

Фигура заготовки состоит из трёх объёмов, тогда:

, [8 , с.21 ] (2.3.11)

где D₁ = 43.4 мм=4,34 см , L₁=128.3 мм = 12.83 см.

, [8, с.21 ] (2.3.12)

где D₂ = 62,8 мм=6,28 см , L₂=47,9 мм = 4,79 см.

, [8 , с.21 ] (2.3.13)

где D₃ = 53,8 мм=5,38 см , L₃=106,5 мм = 10,65 см.

Общий объём заготовки:

[ 8, с.21] (2.3.14)

см³

Масса штампованной заготовки:

[ 8, с.22 ] (2.3.15)

Исходя из технологических потерь при горячей объёмной штамповке равных 10% [ 2, с. 38 ], определяем расход материала на одну деталь (Уз.п.)

, [ 2 , с. 38 ] (2.3.16)

где Пп.м. – неизбежные технологические потери при горячей объёмной штамповке

Коэффициент использования материала на штампованную заготовку:

, [,8, с.22] (2.3.17)

Ки.м.=3,5/5.00=0,7

Стоимость штампованной заготовки:

, [8, с22 ] (2.3.18)

где – См – цена одного кг материала заготовки, грн.(См=4,8 грн)

Годовая экономия материала от выбранного варианта изготовления заготовки:

[8, с. 23 ] (2.3.19)

где Уз.п.’ - расход материала при использовании заготовки из проката, кг

Уз.п.” - расход материала при использовании заготовки-штамповки, кг

Nг. - годовой объём выпуска деталей, шт.

Технико-экономические расчеты показывают, что заготовка, изготовленная методом горячей объёмной штамповки, по коэффициенту использования материала выгоднее, чем заготовка из проката (0,7>0.41), что позволяет получить годовую экономию по статье «Основные материалы» :

Эм=210*2900=609000 грн.,

Однако стоимость заготовки-штамповки (23,68 грн.) больше, чем стоимость заготовки из проката (21,45 грн.), что вызывает убытки за год:

У=(Сз.ш.-Сз.п.)*Nг [8, с. 23 ] (2.3.19)

У=(23,68-21,45)*60000=133800 грн,

тогда общий экономический эффект от внедрения заготовки штамповки составит:

Эо=Эм-У=609000-133800=475200грн.

Таким образом в качестве заготовки принимаем заготовку-штамповку, изготовленную на ГКМ с классом точности «Т4» и степенью сложности «С1»