Основы проектирования ведущего вала

Академия права и управления ФСИН России Экономический факультет Кафедра экономики и менеджмента Курсовой проект Основы проектирования ведущего вала Выполнил: курсант 422

учебной группы рядовой внутренней службы И. А. Махмуджанов Проверил:

преподаватель кафедры ЭиМ И. Н. Чернышов Рязань 2011

Содержание Введение

1. Общая часть

1.1 Назначение и техническая характеристика изготовляемой детали

1.2 Определение типа и формы организации производства

2. Технологическая часть

2.1 Анализ технологичности детали и расчет допусков ее размеров

2.2 Выбор способа получения заготовки и определение ее размеров

2.3 Определение технологического маршрута и методов обработки

2.4 Расчет межоперационных припусков и допусков

2.5 Выбор необходимого оборудования, приспособлений, режущего и контрольно-измерительного инструмента

2.5.1 Выбор технологического оборудования

2.5.2 Выбор станочных приспособлений

2.5.3 Выбор режущих инструментов

2.5.4 Выбор контрольно-измерительных инструментов

2.6 Расчет режимов металлорежущей обработки

2.7 Нормирование технологического процесса и определение квалификации работ

2.8 Оформление технологической документации

3. Экономическая часть

3.1 Определение стоимости заготовки и коэффициента использования материала

3.2 Расчет технологической себестоимости изготовления детали

3.3 Выбор варианта технологического процесса изготовления детали Заключение Список используемой литературы Приложения Введение вал машина производство себестоимость Редуктор — закрытая зубчатая передача, предназначенная для понижения угловой скорости ведомого вала по сравнению с ведущим. Зубчатые передачи (механизмы) — передачи, в которых «замыкания» между звеньями (зубчатыми колесами) передаются с помощью последовательно зацепляющихся зубьев.

Их используют в большинстве машин и приборов для передачи движения и вращающегося момента в широком диапазоне мощностей, а также преобразования скоростей и вращающего момента в поступательное движение и наоборот.

Составной частью редуктора является ведущий вал.

Целью курсового проектирования по технологии машиностроения является ознакомление непосредственно с процессом производства вала, а также оценка и сравнение эффективности производства с экономической точки зрения.

От того, как изготавливается продукция, будет зависеть финансовая устойчивость предприятия.

Необходимо учитывать также технологические, эксплуатационные, функциональные характеристики продукции.

Поскольку конкурентный рынок вынуждает производителей переходить к наиболее качественным и дешевым продуктам, особенно важно оценить все аспекты производства, распространения и потребления изделия еще на стадии его разработки, чтобы избежать неэффективного использования ресурсов предприятия.

Это помогает также в совершенствовании технологических процессов, которые разрабатываются часто, не только исходя из потребностей рынка в изготовлении новой продукции, но и принимая во внимание стремление производителей к более дешевому и быстрому способу получения уже существующей продукции, что сокращает производственный цикл, уменьшает величину связанных в производстве оборотных средств, а, следовательно, стимулирует рост инвестиций в новые проекты.

1. Общая часть

1.1 Назначение и техническая характеристика изготовляемой детали В конструкции машин и механизмов основными деталями для передачи вращательного движения и крутящего момента являются валы. В процессе работы валы испытывают сложные деформации — кручение, изгиб, растяжение и сжатие. Поэтому, чтобы обеспечить нормальную работу деталей, передающих движение на вал и сборочной единицы в целом, к валам предъявляют требования жесткости. Жесткость конструкции вала определяется геометрической формулой: увеличение жесткости вала за счет уменьшения длины не всегда возможно.

Вал — деталь машин, предназначенная для передачи крутящего момента вдоль своей осевой линии.

В зависимости от назначения, валы изготавливаются как по различным формам (прямые, коленчатые и гибкие), так и по размерам, однако по технологическим признакам их можно привести к двум исходным формам: гладкому и ступенчатому валам.

Прямые гладкие валы постоянного диаметра имеют простую геометрическую форму, но их применение весьма ограниченно. Наиболее распространены в машиностроении ступенчатые валы, основными технологическими параметрами которых являются: общая длина вала, количество ступеней, неравномерность их перепада по диаметрам, диаметр наибольшей ступени, наличие шлицев и их форма.

Также различным бывает и материал, из которого изготавливаются валы: они могут быть сделаны как из алюминиевых сплавов, специальных жаропрочных сталей или титановых сплавов, но наиболее часто валы производятся из качественной легированной стали.

Материалы, применяемые для изготовления валов должны быть прочными, хорошо обрабатываться и иметь высокий модуль упругости. Основными материалами для валов служат углеродистые и легированные стали. Для большинства валов применяют термически обработанные среднеуглеродистые и легированные стали 45, 40X. Для высоконапряженных валов ответственных машин применяют легированные стали 40XH, 20X, 12XHЗА, в качестве основного материала для изготовления вала была выбрана углеродистая качественная сталь с содержанием углерода 45% ГОСТ 1050– — 88.

Область ее применения — это коленчатые и карданные валы, шлицевые валы, шатуны, зубчатые колеса и рейки, диски сцепления, поршни, шпонки, клинья и планки направляющих, рукоятки, ступицы, фиксаторы, втулки, вилки.

Химический состав стали 45

Прокаливаемость стали 45

Физические свойства стали 45

Наиболее технологическими являются валы с возрастающими или убывающими диаметрами ступеней со стандартными размерами. Участки вала, имеющие один и тот же номинальный размер, но разные посадки, должны быть разделены канавками, четко разграничивающими обрабатываемые поверхности от необрабатываемых, при этом желательно, чтобы обрабатываемые участки вала имели разные или кратные длины, а перепады ступеней вала были бы не велики.

Конструкция вала должна допускать обработку ступеней на проход и обеспечивать удобный подход и выход режущего инструмента.

Форма вала по длине определяется распределением нагрузок, т. е. эпюрами крутящих и изгибающих моментов, технологией изготовления и условиями сборки. Посадочные концы валов предназначены для установки детали.

Даже при постоянной нагрузке извне, валы испытывают закономерные напряжения изгибов симметричного цикла, откуда следует, что возможно их усталостное разрушение. Чрезмерная деформация валов может нарушить работу зубчатых колес и подшипников, а, значит, основными критериями работоспособности валов являются жесткость и сопротивление материала разрушению.

1.2 Определение типа и формы организации производства Тип производства и соответствующие ему формы организации производства определяют характер технологического процесса и его построения. Для того, что бы определить тип и форму организации производства, нужно найти массу детали, она находится по формуле:

(1)

где с = 7,85•10^-3 г/мм³ — плотность стали.

А для того, что бы найти массу детали, нужно сначала вычислить объем детали согласно чертежу, выданному на задание, на курсовое проектирование, которая определяется по формуле:

(2)

где D_дп — принятый диаметр детали по плюсовым допускам, мм.

По формуле 2 получаем:

Далее подставляем полученное значение в формулу 1, для того что бы найти массу детали, получаем:

М_д=7850*0,72 799=5,7 кг.

Согласно имеющимся данными, полученными выше, и по таблице 1, был установлен тип производства — крупносерийный, масса детали 5,7 кг, а годовая программа выпуска изделия составляет 46 000 (согласно заданию на курсовое проектирование), что обуславливает поточную форму организации производства, которая характеризуется специализацией каждого рабочего места на определенные операции, согласованным и ритмичным выполнением всех операций технологического процесса, размещением всех рабочих мест в строгой последовательности.

Таблица 1

Зависимость типа производства от программы выпуска и массы детали

Целесообразное применение поточной формы организации производства как наиболее эффективной.

В условиях крупносерийного и массового производств используют автоматизированные (полуавтоматические), автоматические и комплексные автоматические линии, в том числе роторные и роторно-конвейерные линии, включающие все операции технологического процесса, необходимые для изготовления деталей или сборки изделий и получения заготовок — механическую обработку, мойку, сушку, контроль, испытания, консервацию, упаковку и др.

Необходимо четко сформулировать принятые решения и руководствоваться ими при выполнении последующих разработок, при этом особое внимание следует уделить целесообразности механизации и автоматизации проектируемых участков.

2. Технологическая часть

2.1 Анализ технологичности детали и расчет допусков ее размеров Каждая деталь должна изготавливаться с минимальными материальными и трудовыми затратами. На трудоемкость изготовления детали оказывают особое влияние ее конструкция и технические требования на изготовление. Конструкцию детали называют технологичной, если она позволяет в полной мере использовать все возможности и особенности технологического процесса, обеспечивающего ее качество при надлежащем количестве выпуска. Технологичность конструкции детали имеет прямую связь с затратами на ее изготовление. Поэтому оценка технологичности конструкции детали должна предшествовать проектированию технологического процесса ее изготовления.

Цель анализа технологичности конструкции — выявление по чертежу недостатков конструкции, затрудняющих изготовление детали с минимальными затратами, и создание благоприятных условий в ходе технологической подготовки производства.

Конечная цель анализа технологичности конструкции — выработка предложений по изменению конструкции, которое без ущерба для служебного назначения и работоспособности детали приведет к положительным результатам. Определение допусков диаметров детали осуществляется по таблицам ГОСТ в зависимости от основного отклонения и квалитета точности, по которому должна быть изготовлена поверхность детали. При определении допусков линейных размеров, исходя из условия полной взаимозаменяемости деталей при сборке, следует представить их в виде размерной цепи, выбрать размер (участок детали), не влияющий на эксплуатационные свойства детали (исходное звено), и по величине его допуска определить допуски остальных размеров.

1. А₀ — замыкающее звено

2. А₄ — увеличивающее звено

3. А₁; А₂; А₃; А₃ — уменьшающиеся звенья

4. Основное отклонение и квалитет точности замыкающего звена h14

1. Найти размер замыкающего звена А₀ =А₄ — (А₁+А₂+А₃+А₅)=350 — (120+105+80+25)=350 — 330 = 20 мм.

Следовательно, 20h14, т. е точность берем по 14-му квалитету, выданному в задании на курсовое проектирование. В справочных данных по значению основных отклонений вала поля допуска h в зависимости от размера детали и квалитета в мкм (см. приложение 1), допуском будет являться разность верхнего и нижнего отклонения ES и EI.

2. Найти допуск замыкающего звена, он находится в таблице значения основных отклонений вала, на пересечение строки «номинальный размер, мм», в моем случае это 20 мм и на пересечение графы квалитета точности он равен 14, находим. Следовательно, ES=0, а EI=-520, то получаем

T (А₀) = ES — EI = 520 мкм.

3. Рассчитать средний допуск всех звеньев цепи.

T_ср = T (А₀)/m-1= 520/5=104 мкм

4. Найти средний размер звена составляющих звеньев А_ср = ?А_i /m-1 = 680/5 = 136 мм

5. Найти квалитет точности. Имея средний размер звена и средний допуск, найдем квалитет точности для всех звеньев цепи по справочному данному для основных отклонений вала допуска h в зависимости от размера детали и квалитета. Он равен 9-му квалитету.

6. Теперь, для каждого звена (А₁; А₂; А₃; А₃) нужно установить свой допуск в зависимости от линейных размеров чертежа по таблице основных отклонений вала по 9-му квалитету.

А₁ = 120 А₂ = 105

А₃ = 80 А₄ = 350

А₅ = 25

Далее находим

?T_i = 100+87+52+87+140=466

Следовательно

?T_i? T (А₀) = 466 мкм? 520 мкм

2.2 Выбор способа получения заготовки и определение ее размеров Наиболее распространенные в машиностроении методы получения заготовок могут быть реализованы разными способами, выбор которых требует технико-экономического обоснования.

В курсовом проекте способ получения заготовки определяют на основании чертежа детали, результата анализа ее служебного назначения и технических требований, программы выпуска, типа производства, экономичности изготовления.

Из проката изготавливаются в основном мелкие и средние детали, формы поперечного сечения прокатной полосы называется профилем. Совокупность форм и размеров — сортами.

Круглый прокат бывает: обычной и повышенной точности. В моем случае был выбран прокат обычной точности.

1. Определить диаметр заготовки.

При определении размеров заготовки из круглого проката по расчетному наибольшему диаметру заготовки детали выбираем необходимый размер горячекатаного проката обычной точности по ГОСТ 2590– — 71 по таблице 2, которая приведена ниже.

Таблица 2

Диаметр заготовки определяется по формуле:

D_з = D₀ + Z (3)

Где: D₀ — номинальный диаметр

Z — припуск на обработку цилиндрических поверхностей.

Получаем

D_з = 65+4,5 = 69,5 мм.

Допуск назначаем по 14-му квалитету, следовательно, припуск на черновую обработку буде 4,5 мм. Т. к в таблице, описанной выше нет диаметра, который равен 69,5 мм, то округляем его до 70 мм.

2. Далее находим припуск на подрезку торцевых поверхностей.

Таблица 3

Припуски на чистовое подрезание торцов и уступов, мм

Исходя из данных, которые описаны в таблице 3, припуск определяется как отношение диаметра заготовки к общей длине заготовки на пересечение строк и граф, следовательно, припуск на подрезку торцевых поверхностей будет равен 1,2 мм, умножаем на 2, т. к две стороны, получаем 2,4 мм, округляем до 3.

3. Найти общую длину заготовки, которая определяется по формуле:

L_з = L_д + 2Z_подр, мм (4)

где L_д — номинальная длина детали по рабочему чертежу, мм.

Получаем

L_з =350+3 = 353 мм Общую длину заготовки округляем до целых единиц, допуск назначаем по Н14.

4. Объем заготовки определяется по формуле:

(5)

где D_зп — принятый диаметр заготовки по плюсовым допускам, мм.

Получаем

мм³

5. Окончательный этап данного пункта — это нахождение массы заготовки, которая определяется по формуле:

(6)

где с = 7,85•10^-3 г/мм³ — плотность стали.

Получаем М_з = 7850*0,135 781 = 10,6 кг.

2.3 Определение технологического маршрута и методов обработки Разработка маршрутного технологического процесса механической обработки заготовки является основой всего курсового проекта. От правильности и полноты разработки маршрутного технологического процесса во многом зависят организация производства и дальнейшие технико-экономические расчеты курсового проекта.

Технологический маршрут обработки заготовки устанавливает последовательность выполнения технологических операций. При его разработке следует руководствоваться рекомендациями, приведенными ранее. Разработка технологического процесса должна быть основана на использовании научно-технических достижений во всех отраслях промышленности и направлена на повышение технического уровня производства, качества продукции и производительности труда.

Технологический маршрут обработки разрабатывают следующим образом:

— выбирают методы обработки поверхностей;

— определяют последовательность и содержание операций;

— определяют типаж применяемого оборудования.

Цель составления маршрута обработки — дать общий план обработки детали, наметить содержание операций и выбрать тип оборудования. Выбор маршрута обработки существенно зависит от типа производства, уровня автоматизации и применяемого оборудования.

Технологический процесс механической обработки должен разрабатываться в соответствии с ЕСТПП и удовлетворять требованиям ГОСТ 14.301 — 73 «Общие правила разработки технологических процессов и выбора средств технологического оснащения» .

В курсовом проекте маршрут обработки рекомендуется представить в виде ниже представленной таблицы.

Таблица 4

Технологический маршрут обработки детали.

2.4 Расчет межоперационных припусков и допусков Межоперационные (промежуточные) припуски имеют очень важное значение в процессе разработки технологических операций механической обработки деталей. Правильное назначение промежуточных припусков на обработку заготовки обеспечивает экономию материальных и трудовых ресурсов, качество выпускаемой продукции, снижает себестоимость изделий и ускоряет дальнейшее развитие машиностроительной промышленности и всего народного хозяйства страны.

В массовом и крупносерийном производстве промежуточные припуски рекомендуется рассчитывать аналитическим методом, что позволяет обеспечить экономию материала, электроэнергии и других материальных и трудовых ресурсов производства.

В серийном и единичном производствах используют статистический (табличный) метод определения промежуточных припусков на обработку заготовки, что обеспечивает более быструю подготовку производства по выпуску планируемой продукции и освобождает инженерно-технических работников от трудоемкой работы.

После расчета промежуточных размеров определяют допуски на эти размеры, соответствующие экономической точности данной операции. Промежуточные размеры и допуски на них определяют для каждой обрабатываемой поверхности детали.

Шероховатость обрабатываемых поверхностей зависит от степени точности и назначается по справочным таблицам (см. приложение 2).

При статистическом (табличном) методе определения промежуточных припусков на обработку поверхностей заготовок пользуются таблицами соответствующих стандартов, нормативными материалами и данными технических справочников (см. приложение 3). Статистический метод определения промежуточных припусков сравнительно прост, однако практическое применение его вызывает некоторое затруднение, которое объясняется тем, что таблицы находятся в разных справочных изданиях, стандартах отраслей и предприятий, различных по содержанию и по системе их построения.

Таблица 5

Промежуточные припуски

2.5 Выбор необходимого оборудования, приспособлений, режущего и контрольно-измерительного инструмента

2.5.1 Выбор технологического оборудования

Выбор станочного оборудования является одной из важнейших задач при разработке технологического процесса механической обработки заготовки. От правильного его выбора зависит производительность изготовления детали, экономное использование производственных площадей, механизации и автоматизации ручного труда, электроэнергии и в итоге себестоимость изделия.

В зависимости от типа производства выбирают станки по степени специализации и производительности:

1. Токарно-винторезный станок

Токарно-винторезный станок 16К20 служит для производства различных токарных работ, нарезания разнообразных резьб на заготовках, устанавливаемых в центрах или патроне, а так же для обтачивания и растачивания конических и цилиндрических поверхностей. Станок имеет мощный привод шпинделя и позволяет обрабатывать заготовки длиной до 1500 мм и диаметром до 400 мм. Также он относится к универсальному технологическому металлорежущему оборудованию, используемому преимущественно на ремонтных или других металлообрабатывающих предприятиях.

Рис. 2.5.1. Токарно-винторезный станок 16К20

Таблица 6

Технические характеристики токарно-винторезного станка 16К20

2. Круглошлифовальный станок 3М151

Круглошлифовальный станок 3М151 предназначен для наружного шлифования гладких и прерывистых цилиндрических и пологих конических поверхностей методами продольного и врезного шлифования в условиях единичного, серийного и крупносерийного производства.

Таблица 7

Технические характеристики

Рис. 2.5.2. Круглошлифовальный станок 3М151

3. Вертикально-фрезерный станок 6Т12

Вертикально фрезерный станок 6Т12 предназначен для выполнения разнообразных фрезерных, сверлильных и расточных работ при обработке деталей любой формы из стали, чугуна, цветных металлов и др.

Таблица 8

Технические характеристики вертикально-фрезерного станка 6Т12

Рис. 2.5.3 Вертикально-фрезерный станок 6Т12

2.5.2 Выбор станочных приспособлений

При разработке технологического процесса механической обработки заготовки необходимо правильно выбрать приспособления, которые должны способствовать повышению производительности труда, точности обработки, улучшению условий труда, ликвидации предварительной разметки заготовки и выверки их при установке на станке.

Применение станочных приспособлений и вспомогательных инструментов при обработке заготовок дает ряд преимуществ:

· повышает качество и точность обработки деталей;

· сокращает трудоемкость обработки заготовок за счет резкого уменьшения времени, затрачиваемого на установку, выверку и закрепление;

· расширяет технологические возможности станков;

Выбор различных конструкций приспособлений необходимо производить, пользуясь справочниками. В условия серийного производства следует выбирать универсальные приспособления: машинные тиски, патроны, поворотные столы, кондукторные приспособления и т. д.

Для токарных операций применяют:

· Трехкулачковый патрон ГОСТ 2675– — 80 — предназначен для установки на токарных универсальных и специальных станках. Конструкция патрона обеспечивает передачу больших усилий зажима при значительно меньшем крутящем моменте на зажимном ключе.

Рис. 2.5.4. Трехкулачковый патрон

· Хомутик — предназначен для придания заготовке вращения при обработке ее в центрах. Максимальный диаметр заготовки при обработке с помощью этого хомутика 38 мм.

Рис. 2.5.5. Хомутик

· Центра вращающаяся ГОСТ 8742– — 75; - предназначен для установки деталей типа «вал», имеющих центровые отверстия при их обработке на станках токарной группы.

Рис. 2.5.6. Центра вращающаяся.

Для шлифовальных операций применяем трехкулачковый патрон ГОСТ 2675– — 80 и центра вращающаяся ГОСТ 8742– — 75

Для фрезерных работ:

· Тиски ГОСТ 21 168– — 75 — представляют собой пару параллельных губок, одна из которых обычно неподвижна, а вторая прижимается к детали при помощи винта. Тиски изготавливаются из различных материалов, слесарные чаще всего из металла, столярные из дерева.

· Цанговый сверлильный патрон ГОСТ 26 539– — 85

Цанговый сверлильный патрон предназначен для зажима инструмента с цилиндрическим хвостовиком (сверл, врез, оправок) с диапазоном размеров от 5 мм до 12 мм. Позволяют выполнять операции фрезерования, сверления в труднодоступных местах.

2.5.3 Выбор режущих инструментов

Для токарных работ на данном этапе проектирования применяют правый проходной резец с углом 90 градусов с маркой сплава Т5К10 для чернового точения ГОСТ 18 879– — 73 и марка сплава Т15К6 для чистового точения ГОСТ 18 878– — 73.

Резцы применяют на токарных, револьверных, строгальных и других станках. В зависимости от вида станка и рода выполняемой работы применяют резцы различных типов: проходные, упорные, подрезные, расточные и т. д.

Проходные резцы применяют для обточки наружных поверхностей вращения, т. е. цилиндрических валиков, конических поверхностей большой длины и им подобных деталей. Бывают — прямые и отогнутые.

· Сверло центровочное - при использовании центровочных сверл процесс подготовки отверстий протекает иначе. Предварительная разметка не требуется. Мастеру достаточно приложить металлический элемент в нужное место, зафиксировав при необходимости струбциной, после чего просверлить точно отцентрированные отверстия прямо через имеющиеся в фурнитуре монтажные отверстия, при этом каждый раз получая отверстия нужной глубины. Очевидно, что такая технология заметно ускоряет работу, исключая ошибки и повышая точность сверления.

Рис. 2.5.7. Сверло центровочное Для операции шлифования на данном этапе был выбран инструмент шлифовальный круг с маркой сплава ЭБ40СН2К. С их помощью осуществляется обработка вязких пластичных материалов, сложнолегированных термообработанных сталей, резиновых и полимерных поверхностей. Также данный абразивный инструмент применяется там, где требуется глубинное и плоское шлифование, хонингование деталей.

Для фрезерования шпоночных пазов был выбран инструмент шпоночная фреза с маркой сплава Р18. Шпоночные фрезы применяют для фрезерования шпоночных пазов и изготавливаются с цилиндрическим и коническим хвостиком. Шпоночные фрезы имеют два режущих зуба с торцовыми режущими кромками, выполняющие основную работу резания. Режущие кромки фрезы направлены не наружу, как у сверла, а в тело инструмента. Такие фрезы могут работать с осевой подачей (как сверло) и с продольной подачей. Это является очень важным для обработки пазов.

2.5.4 Выбор контрольно-измерительных инструментов

Краткая техническая характеристика измерительных инструментов на данном этапе следующая:

· Микрометр МК 0 — 25 мм USSR ГОСТ 6507– — 78

· Штангенциркуль ГОСТ 166– — 80, 0 — 125 мм

· Измерительная линейка

2.6 Расчет режимов металлорежущей обработки Таблица 9

Определение элементов режимов резания механической обработки детали

2.7 Нормирование технологического процесса и определение квалификации работ

Таблица 10

Расчет нормы времени по операциям

2.8 Оформление технологической документации После разработки технологического процесса изготовления детали оформляют технологическую документацию в соответствии с требованиями ЕСТД. Формы и правила оформления маршрутных карт (МК) при разработке технологических процессов изготовления деталей установлены ГОСТ 3.1118 — 82, операционные карты (ОК) оформляют в соответствии с ГОСТ 3.1404 — 86. При записи содержания операции (перехода) допускается только полная форма записи. При заполнении текстовых документов (МК, ОК) разрабатывают эскизы отдельных технологических операций. Допускается, по согласованию с руководителем проекта, на эскизах графической части проекта показывать не условное, а конструктивное изображение установочных, зажимных элементов, а также приспособлений в целом.

В курсовом проекте должны быть оформлены следующие технологические документы: маршрутная карта на весь технологический процесс изготовления детали, операционная карта и карта эскизов на одну операцию (по согласованию с руководителем проекта).

3. Экономическая часть

3.1 Определение стоимости заготовки и коэффициента использования материала Стоимость заготовки определяется по формуле:

(7)

где С_заг — стоимость заготовки, руб;

М_заг — масса заготовки, кг;

Ц_заг — расчетная цена материала заготовки, руб/кг (см. приложение 4);

М_отх — масса реализуемых отходов, образующихся при механической обработке (определяется как разность между массой заготовки и массой детали), кг;

Ц_отх — цена реализуемых отходов, руб/кг (принять 5 руб/кг).

С_заг = 10,6*7,07−4,9*5 = 50 рублей 44 копейки Коэффициент использования металла является основным показателем, характеризующим экономичность выбранного метода изготовления заготовок. Он определяется как отношение массы детали к массе заготовки:

(8)

где М_дет — масса детали по рабочему чертежу, кг.

3.2 Расчет технологической себестоимости изготовления детали Для технико-экономического сравнения базового и предлагаемого вариантов изготовления детали необходимо по каждому варианту определить технологическую себестоимость и произвести их последующее сравнение.

Сравнению подлежат одинаковые объемы работ, т. е. обработка одних и тех же поверхностей, но различными методами.

Технологической себестоимостью детали называется та часть ее полной себестоимости, элементы которой существенно изменяются для различных вариантов технологического процесса.

Технологическая себестоимость изготовления детали при определении методом прямого распределения затрат (методом калькулирования) складывается из следующих затрат:

· стоимость исходной заготовки;

· заработная плата рабочих-станочников, наладчиков оборудования, слесарей-ремонтников;

· затраты на силовую электроэнергию;

· затраты на режущий и измерительный инструмент;

· затраты на приспособления;

· амортизационные отчисления от стоимости оборудования;

· затраты на содержание и эксплуатацию производственных зданий и сооружений;

· затраты на обслуживание и текущий ремонт технологического оборудования;

· затраты на прочие цеховые расходы.

Сущность нормативного метода расчета себестоимости заключается в определении основной части косвенных затрат (связанных с содержанием и эксплуатацией оборудования) по удельным затратам, приходящимся на 1 машино-час или на 1 станко-минуту работы соответствующей единицы основного технологического оборудования для выполнения данной операции, с последующим суммированием затрат по операциям технологического процесса. Расходы на основные материалы определяют прямым калькулированием. Нормативную основную заработную плату рабочих-станочников с отчислениями на социальное страхование определяют исходя из трудоемкости каждой операции и требуемого разряда рабочего по формуле:

(9)

где ЧТС_ст — часовая тарифная ставка рабочего-станочника в соответствии с его квалификационным разрядом, руб.

Для расчетов принять следующие значения часовых тарифных ставок (см. табл.11):

Таблица 11

Часовые тарифные ставки рабочих, руб/час

Наиболее трудоемким является расчет затрат, связанных с содержанием и эксплуатацией оборудования, приходящихся на 1 станко-минуту его работы. На действующем предприятии расчет выполняют в следующем порядке:

оборудование в цехе объединяют в группы по признаку близости эксплуатационных затрат на 1 станко-минуту работы оборудования;

для каждой группы определяют фактические расходы в расчете на 1 станко-минуту; эти расходы по наиболее представительной группе принимают за единицу, а для всех остальных групп расчет выполняют с использованием коэффициента приведения по данным расходам — коэффициента машино-часа.

Если фактические заводские данные отсутствуют (что бывает на ранних стадиях технологического проектирования), то принимают усредненные значения удельных затрат на содержание и эксплуатацию оборудования за 1 машино-час или за 1 станко-минуту его работы. Для станка, принятого за эталон, коэффициент машино-часа считают равным единице и определяют нормативную величину затрат на содержание и эксплуатацию этого станка за 1 ч или за 1 мин работы в рублях и копейках. В соответствии с данной методикой расчета затраты, связанные с содержанием и эксплуатацией оборудования, определяются по формуле:

(10)

где С₁ — средние затраты на содержание и эксплуатацию оборудования в на одну минуту работы для групп оборудования с коэффициентом машино-часа, равным единице, руб/мин;

К_м-ч — коэффициент машино-часа станка (см. приложение 5).

Результаты расчета технологической себестоимости изготовления детали по нормативному методу отражаются в табличной форме, указанной в таблице 12.

Таблица 12

3.3 Выбор варианта технологического процесса изготовления детали Выбор варианта технологического процесса изготовления детали производится на основе анализа и сравнения технико-экономических показателей базового и разрабатываемого вариантов.

Таблица 13

Проанализировав данные по альтернативному и рассчитанному варианту можно сделать вывод о том, что рассчитанный вариант во многом превосходит базовый, себестоимость изготовления рассчитанного варианта на 10 руб. 98 коп. меньше базового, коэффициент использования металла выше предыдущего варианта, а штучное время на 8 мин меньше базового, это объясняется тем, что при выполнении данного проекта был выбран оптимальный технологический процесс изготовления детали с использованием необходимого оборудования, оснастки, режущего и контрольно-измерительного инструмента и с наименьшими капитальными вложениями.

Заключение

Задача курса технологии машиностроения состоит в выборе оптимального технологического процесса. Под таким процессом понимают совокупность операций по добыче и переработке сырья в полуфабрикаты или готовую продукцию, и обеспечивающих минимальные материальные, трудовые, финансовые и временные затраты. В этой связи важное значение имеет снижение себестоимости изготовления продукции, которая и представляет собой совокупность материальных и трудовых затрат предприятия в денежном выражении, необходимых для её изготовления.

В данном курсовом проекте была осуществлена разработка технологического процесса изготовления заданной детали и произведен расчет себестоимости, а также был осуществлен выбор оптимального варианта технологического процесса.

Список используемой литературы Постановление Минтруда РФ от 19.06.2002 № 43 «Об утверждении межотраслевых укрупненных нормативов времени на работы, выполняемые на шлифовальных станках (единичное и мелкосерийное производство)» // СПС «Консультант Плюс» .

Постановление Минтруда РФ от 24.07.2002 № 51 «Об утверждении межотраслевых укрупненных нормативов времени на работы, выполняемые на зубообрабатывающих станках (единичное и мелкосерийное производство)» // СПС «Консультант Плюс» .

Белецкий Д.Г. и др. Справочник токаря-универсала. — М.: Машиностроение, 1987. — 560 с.

Белкин И. М. Справочник по допускам и посадкам для рабочего-машиностроителя. — М.: Машиностроение, 1985. — 320 с.

Бурцев В.М. и др. Технология машиностроения. Учеб.: в 2 т. — М.: Изд-во МГТУ, 1999. — 563 с.

Вышнепольский И.С., Вышнепольский В. И. Машиностроительное черчение с элементами программного обучения: Учебник для СПТУ. — 2-е изд. — М.: Машиностроение, 2006. — 224 с.

Горбунов Б. И. Обработка металлов резанием, металлорежущий инструмент и станки. М.: Машиностроение, 2007. 287 с.

Дальский А.М. и др. Технология конструкционных материалов. М.: Машиностроение, 2006. 352 с.

Данилевский В. В. Технология машиностроения. Изд. 3-е, перераб. и доп. Учебник для техникумов. М.: Высшая школа, 2006. — 544 с.

Добрыднев И. С. Курсовое проектирование по предмету «Технология машиностроения»: Учеб. пособие для техникумов по специальности «Обработка металлов резанием». — М.: Машиностроение, 1985. — 184 с.

Единый тарифно-квалификационный справочник работ и профессий рабочих. Вып. 2. ч. 2. — М., 1999. 456 с.

Журавлев В.Н., Николаева О. И. Машиностроительные стали. Справочник. Изд. 3-е, перераб. и доп. — М.: Машиностроение, 1981. — 391 с.

Зайцев С. А. Нормирование точности: Учеб. пособие для сред. проф. образования / С. А. Зайцев, А. Н. Толстов, А. Д. Куранов. — М.: Издательский центр «Академия», 2008. — 256 с.

Захаров А. В. Оформление технологической документации на изготовление деталей механической обработкой. Учебно-методическое пособие к практическим занятиям и курсовому проекту по дисциплине «Технология машиностроения» для курсантов и слушателей, обучающихся по специальности 80 502.65 — «Экономика и управление на предприятии (в машиностроении)». Рязань: Академия ФСИН России, 2006. — 72 с.

Захаров В.А., Чистоклетов А. С. Токарь: Учеб. пособие для проф. обучения рабочих на производстве. — М.: Машиностроение, 2009. — 272 с.

Приложения Приложение 1

Значения основных отклонений вала поля допуска h в зависимости от размера детали и квалитета (в мкм)

Приложение 2

Точность и качество поверхности при обработке наружных цилиндрических поверхностей

Приложение 3

Промежуточные припуски на обработку наружных цилиндрических поверхностей, мм

Примечания:

1. В числителе даны припуски для незакаленных деталей, в знаменателе — для закаленных.

2. При обработке с уступами припуск назначается по отношению к общей длине детали.

3. При закаливании деталей, изготовленных из сталей, подверженных значительным термическим деформациям (например, из стали 45), припуски под шлифование следует увеличивать.