Анализ базового технологического процесса

 

Предметом анализа является технологический процесс изготовления вала ведущего 7821–4202026. Производство среднесерийное. Годовой объем выпуска – 1200 шт. Базовый технологический представлен в таблице 4.1.

 

Таблица 4.1.

№ опер.	Наименование операции/ Краткое содержание операции	Оборудование
005	Перемещение
010	Пилоотрезная	8Г662
	Отрезка заготовки из прутка
015	Горизонтально-расточная	2206ВМФ4
	Фрезеровка торцов в размер, центровка торцов.
020	Токарно-винторезная	1М63
	Точение черновое: поверхностей , М42Ч2–6g; торцов: Ш80 (±0,01)/ , / М42Ч2–6g
025	Токарно-винторезная	1М63
	Точение черновое: поверхностей , М42Ч2–6g; торцов: Ш80 (±0,01)/ , / М42Ч2–6g
030	Маркирование	Верстак
035	Отжиг
040	Маркирование	Верстак
045	Токарно-винторезная	16К20
	Притирка центровых отверстий
050	Токарно-винторезная	16К20
	Точение окончательное: поверхностей , Ш80 (±0,01), М42Ч2–6g; торцов: Ш80 (±0,01)/ , / М42Ч2–6g; фаски, канавки
055	Токарно-винторезная	16К20
	Точение окончательное: поверхностей , Ш60 (±0,01), М42Ч2–6g; торцов: Ш80 (±0,01)/ , / М42Ч2–6g; фаски, канавки
060	Шлицефрезерная	5350А
	Фрезеровка шлицев D-10Ч50,5-0,74Ч60±0,01Ч
065	Шлицефрезерная	5350А
	Фрезеровка шлицев D-10Ч67,5-0,74Ч80±0,01Ч
070	Слесарная	Верстак
075	Разметка	Разм.плита
080	Вертикально-сверлильная	2Н135
	Сверловка: 4 отверстий Ш6+0,3, зенковка фасок.
085	Слесарная	Верстак
090	Закалка ТВЧ
095	Токарно-винторезная	16К20
	Притирка центровых отверстий
100	Круглошлифовальная	3М152В
	Предварительная и окончательная шлифовка поверхностей: , Ш80 (±0,01), Ш60 (±0,01),
105	Шлицешлифовальная	3451А
	Шлифовка боковых поверхностей шлиц D-10Ч50,5-0,74Ч60±0,01Ч
110	Шлицешлифовальная	3451А
	Шлифовка боковых поверхностей шлиц D-10Ч67,5-0,74Ч80±0,01Ч
115	Слесарная	Верстак
120	Промывка	Ванна
125	Контроль приёмочный	Стол ОТК
130	Маркирование	Верстак
135	Консервация

 

Анализ проводится с точки зрения обеспечения заданного качества изделия и производительности обработки. Он базируется на оценке количественных и качественных показателей, как отдельных технологических операций, так и процесса в целом. Анализ технологического процесса приведен с использованием таблиц.

Технологические возможности и характеристики применяемого оборудования даны в таблицах 4.2. и 4.3.

 

Таблица 4.2.

№ операции	Модель станка	Предельные или наибольшие размеры обрабатываемой заготовки, мм			Квалитет точности	Шероховатость обрабатываемой поверхности, Ra, мкм
		Диаметр (ширина) d (b)	Длина L	Высота h
010	8Г662	110	–	–	12–14	12,5
015	2206ВМФ4	630	800	630	6–10	1,6
020	1М63	340	1400	–	9–11	1,6
025	1М63	340	1400	–	9–11	1,6
045	16К20	220	1400	–	9–11	1,6
050	16К20	220	1400	–	9–11	1,6
055	16К20	220	1400	–	9–11	1,6
060	5350А	150	1000	–	8–10	3,2
065	5350А	150	1000	–	8–10	3,2
080	2Н135	400	500	–	9–11	1,6
095	16К20	220	1400	–	9–11	1,6
100	3М152В	250	500	–	6–9	0,25
105	3451А	125	1400	–	6–9	0,63
110	3451А	125	1400	–	6–9	0,63

 

Таблица 4.3.

№ операции	Модель станка	Цена станка, млн. руб.	Категория ремонтной сложности	Количество станков на операции	Трудоемкость, Тшт., мин	Коэффициент загрузки станка
010	8Г662	5,365	7	1	2,718	0,01687
015	2206ВМФ4	145,684	35	1	5,472	0,03395
020	1М63	16,037	19	1	10,008	0,06210
025	1М63	16,037	19	1	15,048	0,09337
045	16К20	15,8	19	1	3,444	0,02137
050	16К20	15,8	19	1	15,264	0,09471
055	16К20	15,8	19	1	14,664	0,09099
060	5350А	16,211	15	1	130,89	0,81217
065	5350А	16,211	15	1	90,156	0,55942
080	2Н135	4,669	13	1	4,248	0,02636
095	16К20	15,8	19	1	3,444	0,02137
100	3М152В	33,64	30	1	16,71	0,10369
105	3451А	33,684	25	2	299,334	0,92869
110	3451А	33,684	25	2	299,334	0,92869

 

Анализ, приведенных в таблицах 4.2. и 4.3. сведений показывает, что станки, используемые на операциях по габаритным размерам обрабатываемой заготовки, достигаемой точности и шероховатости поверхностей соответствуют требуемым условиям обработки данной детали.

Для анализа схем базирования заготовок при обработке и возникающих при базировании погрешностей составим таблицу 4.4. Деталь изображена на рис. 4.1.

 

Рисунок 4.1.

 

Таблица 4.4.

№ операции	Выдерживаемые размеры		Номера поверхностей – баз					Погрешность установки
	Номинал	Допуск	Установочная	Направляющая	Двойная направляющая	Опорная	Двойная опорная
010	314	2,2	–	–	3, 4	–	–	0,5
015	309	1,3	–	–	3, 4	–	–	0,25
020	Ш63	0,74	–	–	1, 6	2	–	–
	75,5	0,74
	Ш45	0,62
	40	0,39
025	Ш63	0,74	–	–	1, 6	5	–	–
	169,5	1,0
	Ш45	0,62
	27,5	0,52
045	–	–	–	–	3, 4	–	–	–
050	Ш80,7	0,22	–	–	1, 6	2	–	–
	Ш60,7	0,19
	62,5	0,74
	Ш41,8	0,29
	40	0,39
	5	0,3
	Ш59,5	0,74
	4,5	0,5
	Ш39	0,39
	М42Ч2	6g
	37	0,6
055	Ш60,7	0,19	–	–	1, 6	5	–	–
	143,5	1,0
	Ш41,8	0,29
	29	0,33
	4,5	0,5
	Ш39	0,39
	5	0,3
	Ш59,5	0,74
	М42Ч2	6g
	29	0,6
060	Ш50,5	0,74	–	–	1, 6	5	–	–
	9,6	0,4
065	Ш67,5	0,74	–	–	1, 6	2	–	–
	12,6	0,4
080	Ш6	0,3	–	–	3, 4	1	–	0,18
095	–	–	–	–	3, 4	–	–	–
100	Ш60	0,019	–	–	1, 6	2	–	–
	Ш60	0,02	–	–	1, 6	5	–	–
	Ш80	0,02
105	9	0,06	–	–	1, 6	5	–	–
110	12	0,06	–	–	1, 6	2	–	–

 

Для оценки установочно-зажимных приспособлений, режущего и вспомогательного инструмента, средств технического контроля составляем таблицы 4.5., 4.6. и 4.7.

 

Таблица 4.5.

№ операции	Название приспособления	Вид приспособления	Привод приспособления	Количество приспособлений на станке	Время на установку и снятие заготовки
010	Установочное	СНП	ручной	1	0,1
015	Фрезерное	УНП	пневмо	1	0,078
020, 025	Патрон поводковый	СНП	ручной	1	0,15
	Центр передний	УБН	-	1
	Центр задний	УБН	пневмо	1
045, 050	Патрон поводковый	СНП	ручной	1	0,13
	Центр передний	УБН	-	1
	Центр задний	УБН	пневмо	1
	Хомутик	СНП	ручной	1
055	Патрон поводковый	СНП	ручной	1	0,15
	Центр передний	УБН	-	1
	Центр задний	УБН	пневмо	1
060, 065	Центр верхний	УБН	пневмо	1	0,13
	Центр нижний	УБН	-	1
	Поводок	УНП	ручной	1
	Хомутик	СНП	ручной	1
080	Тиски 7201–0019	УБП	пневмо	1	0,11
095	Патрон поводковый	СНП	ручной	1	0,15
	Центр передний	УБН	-	1
	Центр задний	УБН	пневмо	1
100	Планшайба поводковая	СНП	ручной	1	0,13
	Центр передний	УБН	ручной	1
	Центр задний	УБН	ручной	1
	Хомутик	СНП	ручной	1
105, 110	Планшайба поводковая	СНП	ручной	1	0,13
	Центр передний	УБН	ручной	1
	Центр задний	УБН	ручной	1
	Хомутик	СНП	ручной	1

 

В рассматриваемом технологическом процессе применяется как специализированная так и универсальная вспомогательная оснастка. Время, необходимое на смену одного режущего инструмента во вспомогательном, сравнительно невелико. Затраты времени на смену (правку) инструмента можно снизить, если применить более стойкие твердосплавные инструменты с износостойкими покрытиями. Крепление инструментов, их установка и смена не сложны. Таким образом, вспомогательная оснастка соответствует данному типу производства.

Приспособления, применяемые на участке, специальные с пневматическими зажимами и ручные, соответствуют современным требованиям: позволяют добиться нужных параметров по качеству и точности, предъявляемых к детали, обеспечивают точное базирование и надежное закрепление, а также повышают производительность труда.

 

Таблица 4.6.

№ операции	Наименование инструмента	Вид инструмента	Материал режущей части инструмента	Стойкость	Метод настройки на размер.	СОЖ	Режимы резания
							V м/ мин	S мм/ об	t мм
010	Пила	Станд.	Р6М5	200	Станд.	5% эмульсия	21	10,9	85
015	Фреза торцовая	Станд.	Р6М5	180	Станд.		74,58	240	2,5
	Сверло центров.	Станд.	Р6М5	30	Станд.		20	0,18	3,15
020	Резец	Станд.	Т5К10	40	По копиру		106,8	0,28	11
025	Резец	Станд.	Т5К10	40	По копиру		106,8	0,28	11
045	Центр	Станд.	Т15К6	60	Станд.		–	–	–
050	Резец	Станд.	Т15К6	40	По копиру		198	0,35	2,15
	Резец	Станд.	Т15К6	40	По копиру		148	0,15	5,0
	Резец	Станд.	Т15К6	40	По копиру		156	0,13	4,0
	Резец	Станд.	Т15К6	40	По копиру		31,2	2,0	2,0
055	Резец	Станд.	Т15К6	40	По копиру		198	0,35	2,15
	Резец	Станд.	Т15К6	40	По копиру		148	0,15	5,0
	Резец	Станд.	Т15К6	40	По копиру		156	0,13	4,0
	Резец	Станд.	Т15К6	40	По копиру		31,2	2,0	2,0
060	Фреза червячная	Спец.	Р6М5К5	60	Спец.	Масло	10,5	2,25	8,6
065	Фреза червячная	Спец.	Р6М5К5	60	Спец.	Масло	15	2,0	11,7
080	Сверло	Станд.	Р6М5	30	Станд.	5% эмульсия	26,5	0,15	3,0
	Зенковка	Станд.	Р6М5	30	Станд.		9,5	0,08	0,5
095	Центр	Станд.	Т15К6	60	Станд.		–	–	–
100	Круг шлифовальный	Станд.	15А40-Н СТ16К 35 м/с А1кл.	15	Станд.	АВК-1	0,35	0,46	25
105	Спец. круг	Спец.	–	15	Спец.		–	–	–
110	Спец. круг	Спец.	–	15	Спец.		–	–	–

 

Как видно из таблицы 4.6., в технологическом процессе применяется в основном стандартный покупной инструмент, что ускоряет технологическую подготовку производства и уменьшает затраты на него, а также твердосплавные режущие материалы и абразивные круги. Режимы резания достаточно высокие, обработка ведется с применением СОЖ, что позволяет вести ее с высокими скоростями резания и сохранением оптимальных периодов стойкости инструмента.

 

Таблица 4.7.

№ операции	Наименование инструмента	Вид инструмента	Точность измерения мм.	Допуск на измеряемый размер. мм	Время на измерение мин.
010	Штангенциркуль ШЦ – III – 500 – 0,1	Станд.	0,1	2,2	0,2
015	Штангенциркуль ШЦ – I – 315 – 0,1 – 1	Станд.	0,1	1,3	0,2
020	Штангенглубиномер ШГ-160	Станд.	0,1	0,74	0,16
	Штангенциркуль ШЦ – II – 160 – 0,1 – 1	Станд.	0,1	0,62	0,12
025	Штангенглубиномер ШГ-160	Станд.	0,1	0,74	0,16
	Штангенциркуль ШЦ – II – 160 – 0,1 – 1	Станд.	0,1	0,62	0,12
045	–	–	–	–	–
050	Микрометр МК100–2	Станд.	0,01	0,22	0,22
	Микрометр МК75–2	Станд.	0,01	0,19	0,22
	Микрометр МК50–2	Станд.	0,01	0,29	0,22
	Штангенглубиномер ШГ-160	Станд.	0,1	0,39	0,16
	Кольцо 8211–0141–6g	Спец.	–	–	0,24
055	Микрометр МК75–2	Станд.	0,01	0,19	0,22
	Штангенглубиномер ШГ-160	Станд.	0,1	1,0	0,16
	Микрометр МК50–2	Станд.	0,01	0,29	0,22
	Кольцо 8211–0141–6g	Спец.	–	–	0,24
060	Кольцо 8312–0317	Спец.	–	–	0,14
065	Кольцо 8312–0321	Спец.	–	–	0,14
080	Нутромер 6–10	Станд.	0,1	0,3	0,17
095	–	–	–	–	–
100	Скоба 8113–0144	Спец.	–	–	0,11
	Скоба 8113–0153	Спец.	–	–	0,09
105	Кольцо 8312–0317	Спец.	–	–	0,27
110	Кольцо 8312–0321	Спец.	–	–	0,23

 

В технологическом процессе применяются быстродействующие измерительные инструменты (универсальные и специальные). Точность измерения достаточно высокая (погрешность измерения не превышает 30% допуска на размер). Оснащенность измерительными средствами операций обработки хорошая. Дополнительных мероприятий по совершенствованию оснащения операций измерительными инструментами не требуется.

 

Выбор заготовки

деталь производство вал ведущий

Метод выполнения заготовки для деталей приборов определяется назначением и конструкцией детали, материалом, техническими требованиями, масштабом и серийностью выпуска, а также экономичностью изготовления. Выбрать заготовку – значит установить способ её получения, наметить припуски на обработку каждой поверхности, рассчитать размеры и указать допуски на неточность изготовления. Для рационального выбора заготовки необходимо одновременно учитывать все вышеперечисленные исходные данные, так как между ними существует точная взаимосвязь. Окончательное решение можно принять только после экономического комплексного расчета себестоимости заготовки и механической обработки в целом.

По базовому техпроцессу заготовку получают их круглого горячекатаного проката диаметром 85 мм. Рассмотрим метод получения заготовки на горизонтально-ковочной машине (ГКМ).

 

5.1 Стоимость заготовки из сортового проката:

 

 

где М – затраты на материал заготовки, руб.;

УС_о.з. – себестоимость операции плавки, калибрования прутков, разрезки их на штучные заготовки.

 

 

где С_п.з. – приведенные затраты на рабочем месте, руб./ч;

Т_шт(ш-к) – штучное или штучно-калькуляционное время выполнения заготовительной операции (правка, калибровка, резка и др.).

По [5] принимаем С_п.з.=0,121 руб./ч (резка на отрезных станках, работающих дисковыми пилами). Для отрезной операции Т_шт(ш-к)=2,718 мин.

Затраты на материал определяются по массе проката, необходимого для изготовления детали, и массе сдаваемой стружки:

 

 

где Q – масса заготовки, кг; Q=13,98 кг;

S – цена 1 кг материала заготовки, руб.;

q – масса готовой детали, кг; q=7,2 кг;

S_отх – цена 1 т отходов, руб.

По [5] принимаем: S= 0,185 руб.; S_отх= 28,1 руб.

Коэффициент использования материала по формуле (2.5):

Найдем стоимость заготовки из проката стального горячекатаного круглого:

 

5.2 Стоимость заготовки, полученной штамповкой на ГКМ определяется по формуле:

 

где S_i – базовая стоимость одной тонны заготовок, руб.;

k_т – коэффициент, зависящий от точности штамповки;

k_с – коэффициент, зависящий от группы сложности штамповки;

k_в – коэффициент, зависящий от массы штамповки;

k_м – коэффициент, зависящий от марки материала штамповки;

k_п – коэффициент, зависящий от объема производства заготовок.

По [5] принимаем: S_i=373 руб.; k_т=1; k_с=0,75; k_в=0,87; k_м=1; k_п=1.

Коэффициент использования материала по формуле (2.5):

 

5.3 Определяем годовой экономический эффект от внедрения нового метода получения заготовки – штамповки на ГКМ:

 

 

где  – стоимость заготовки по базовому варианту;

 – стоимость заготовки по принятому варианту.