МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Тольяттинский государственный университет
Кафедра «Технология машиностроения»
Курсовая работа
по предмету: Производство заготовок
на тему:
«Разработка и технико-экономический анализ получения заготовок для детали зубчатое колесо»
Группа: М-402
Студент: Суранова И.А.
Преподаватель: Боровков В.М.
Тольятти 2001г
Содержание
Аннотация
Введение
1. Анализ исходных данных
2. Получение заготовки литьём по выплавляемым моделям
3. Получение заготовки штамповкой на КГШП
4. Технико-экономический анализ
Заключение
Список литературы
Аннотация
В курсовой работе представлено два метода получения заготовки для изготовления детали зубчатое колесо и их сравнение с экономической точки зрения. Это получение заготовки методом литья по выплавляемым моделям и получение заготовки штамповкой на кривошипных горячештамповочных прессах.
Введение
На выбор метода получения заготовки оказывает влияние: материал детали, ее назначение и технические требования на изготовление; объём и серийность выпуска; форма поверхностей и размеры детали.
Оптимальный метод получения заготовки определяет на основании всестороннего анализа названных факторов и технико-экономического расчёта технологической себестоимости детали. Метод получения заготовки обеспечивающий технологичность изготавливаемой из неё детали, при минимальной себестоимости последней считается оптимальным.
1. Анализ исходных данных
Исходя, из служебного назначения детали и годовой программы выпуска требуется выбрать метод изготовления заготовки на данную деталь с учётом экономического обоснования выбранного метода изготовления. Метод изготовления заготовки должен обеспечить минимальные суммарные затраты при её изготовлении и последующей обработки.
Исходные данные:
Деталь: вал-шестерня
Материал: Сталь 12Х2Н4А ГОСТ 4543-71
Годовая программа выпуска: NГ = 5000 штук.
Рассмотрим два метода получения заготовки для данной детали
литьё в песчаные формы;
штамповка на кривошипных горячештамповочных прессах.
2. Получение заготовки литьём в песчаные формы
1) Исходя из требований ГОСТ 26645 – 85 назначаем припуски и допуски на размеры детали и сводим эти данные в таблицу 1.
В зависимости от выбранного метода принимаем:
— класс точности размеров и масс – 9
— ряд припусков – 3.
Припуски на размеры даны на сторону. Класс точности размеров масс и ряд припусков выбираем по таблице 2.3 [1], допуски по таблице 2.1 [1] и припуски по таблице 2.2 [1].
Таблица №1
Размеры
Допуск
Припуск
Расчёт заготовки
Окончательные размер
Æ80
+2,2
3,2
Æ80+ (2×3,2)±2,2
Æ86,4±2,2
Æ70
+2,2
3,2
Æ70+(2×3,2)±2,2
Æ76,4±2,2
Æ70
+2,2
3,2
Æ70+(2×3,2)±2,2
Æ76,4±2,2
310
+2,2
3,2
310+(2×3,2)±2,2
316,4±2,2
50
+2,2
3,2
50+(2×3,2)±2,2
56,4±2,2
2) Литейные уклоны назначаем из технических требований и соблюдения единообразия для упрощения изготовления литейной модели и согласно ГОСТ 26645 – 85 и ГОСТ 8909 – 88 принимаем литейные уклоны не более 3°.
3) Литейные радиусы закруглений наружных углов принимаем равными R=5 мм согласно таблице 2.4 [1].
4) Определяем коэффициент использования материала КМ, по формуле:
/>(1)
где: g – масса детали, кг;
G – масса заготовки, кг
Рассчитаем массу заготовки:
/>(2)
где: г – плотность материла;
VЗ – объём заготовки.
Для стали 12Х2Н4А: г =7850 г/см3.
Объём заготовки определяем как алгебраическую сумму объёмов простейших тел составляющих заготовку:
/>
Тогда: />
Рассчитаем массу детали:
/>(2)
где: г – плотность материла;
Vд – объём детали.
/>
Тогда: />
Определим коэффициент использования материала:
/>
Вывод: Данный метод литья удовлетворяет задаче получения отливки с контуром приближающемся к контуру детали; т.е. с коэффициентом использования Км близким к 1.
3. Получение заготовки штамповкой на кривошипных горячештамповочных прессах
1) По таблице 3.1.3 [1] выбираем:
а) Оборудование – молоты;
б) Штамповочные уклоны: внешние – 7°, внутренние– 10°;
в) Радиусы закруглений r=2 мм, R=5мм.--PAGE_BREAK--
2) По таблице 3.4 [1] назначаем припуски на обработку на сторону и сводим их в таблицу 3.
Таблица №1
Размеры
Припуск
Допуск
Расчёт заготовки
Окончательные размер
Æ70
+2,3
+2,0
-1,2
Æ70-(2×2,3)
Ш/>
Æ70
+2,3
+2,0
-1,2
Æ70+(2×2,3)
Ш/>
Æ80
+2,3
+2,0
-1,2
Æ80+(2×2,3)
Ш/>
50
+2,3
+1,8
-1,5
50+(2×2,3)
Ш/>
310
+2,7
+2,0
-1,8
310+(2×2,7)
Ш/>
3) Рассчитаем площадь поковки в плане [2]:
/>.
4) Определим толщину мостика для облоя [2]:
/>(3)
Коэффициент С0принимаем равным 0,015.
5) По таблице 3.2.2 выбираем остальные размеры облойной канавки [1]:
а) Усилие пресса – 6.3 МН;
б) h0=2,38 мм;
в) l=5,5 мм;
г) h=6 мм;
д) R1=15 мм.
6) Рассчитаем объём заготовки [2]:
/>(4)
где:
а) Объём поковки: />
б) Объём угара: />(нагрев в электропечах).
в) Объём облоя: />, где:
/> — коэффициент, учитывающий изменение фактической площади сечения получаемого облоя по сравнению с площадью сечения мостика;
/> — площадь поперечного сечения мостика;
/>;
/>.
г) Объём заготовки:
/>.
7) Рассчитаем массу заготовки:
/>
где: г – плотность материла;
г =7850 г/мм3, тогда:
/>qqqqqqq
8) Определим коэффициент использования материала:
/>
9) Рассчитаем усилие штамповки:
/>(5)
где:
а) /> — диаметр исходной заготовки (/>принимаем m=2), тогда:
/>;
б) /> — площадь проекции поковки на плоскость разъёма штампа;
в) /> — предел прочности штампуемого материала, тогда:
/>
Расчётное значение усилия штамповки совпадает с выбранным в пункте 5, значит расчёты верны по таблице 3.5 выбираем примерную производительность КГШП 160 шт/ч
4. Технико-экономический анализ
Для окончательного выбора метода получения заготовки, следует провести сравнительный анализ по технологической себестоимости.
Расчёт технологической себестоимости заготовки получаемую по первому или второму методу проведём по следующей формуле [3]:
/>(6)
Где: g – масса детали;
/>– коэффициент использования материала для i-того метода получения заготовки;
/>– стоимость одного килограмма заготовок, руб/кг;
/>– стоимость механической обработки, руб/кг;
/>– стоимость одного килограмма отходов, руб/кг.
Стоимость заготовки, полученной такими методами, как литьё в песчаные формы и штамповкой на кривошипных горячештамповочных прессах, с достаточной для стадии проектирования точностью можно определить по формуле [3]:
/>руб/кг (7)
где Сот– базовая стоимость одного килограмма заготовки;
hТ – коэффициент, учитывающий точность заготовки;
hС – коэффициент, учитывающий сложность заготовки;
hВ – коэффициент, учитывающий массу заготовки;
hМ – коэффициент, учитывающий материал заготовки;
hП – коэффициент, учитывающий группу серийности.
Для заготовки получаемой по методу литья значения коэффициентов в формуле (7) следующие [3]:
hТ = 1,03 (2-й класс точности);
hС=0,7 (1-я группа сложности получения заготовки);
hВ = 0,87 (так как данная масса находится в пределах от 10…20 кг);
hМ = 2,4 (для материала 12Х2Н4А);
hП = 1,0 (3-я группа серийности).
Базовая стоимость одного килограмма отливок составляет Сот =2,9 руб.
Для заготовки получаемой методом штамповкой на кривошипных горячештамповочных прессах значения коэффициентов в формуле (7) следующие [3]:
hТ = 1,03 (2-й класс точности);
hС = 0,7 (1-я группа сложности получения заготовки);
hВ = 0,8 (так как данная масса находится в пределах от 10…25 кг);
hМ = 2,4 (для материала 12Х2Н4А);
hП = 0,8 (объём производства заготовок больше значений базового варианта). Базовая стоимость одного килограмма заготовки, получаемой методом штамповкой на кривошипных горячештамповочных прессах составляет Сот =0,304 руб.
Определим, стоимость заготовок получаемых, по первому и второму методу подставляя, выбранные данные в формулу (7) получим:
/>руб/кг;qqqqq
/>руб/кг.
Определяем стоимость механической обработки по формуле [3]:
/>руб/кг; (8)
где:
СС=0,495 – текущие затраты на один килограмм стружки, (по машиностроению в целом) [3];
СК=1,085 – капитальные затраты на один килограмм стружки, (по машиностроению в целом) [3];
ЕН= 0,15 – нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений выбираем в пределах [3].
Подставим выбранные значения в формулу (8) получим:
/>руб/кг;
Стоимость одного килограмма отходов принимаем равной Сотх = 0,0298 руб/кг
Определим общую стоимость по первому и второму методу получения заготовки с учётом найденных значений:
/>
/>
Штамповка на КГШП позволяет получить экономию в размере:
/>руб; (9)
где N – годовая программа выпуска деталей, шт;
/>руб.
Вывод: В качестве метода получения заготовки принимаем штамповку на КГШП с годовой экономией в 222200 рублей.
Заключение
После разработки и проведения технико–экономических расчётов получения заготовок и сравнения их себестоимости приходим к выводу, что получение детали из заготовки, полученной методом литья по выплавляемым моделям менее выгодно, чем из заготовки, полученной методом штамповки на кривошипных горячештамповочных прессах.
Список литературы
Разработка чертежа отливки: Методические указания к лабораторной работе №1/ составил Боровков В. М. – Тольятти: ТПИ, 1996 г.
Разработка чертежа заготовки и технологического процесса её получения штамповкой на кривошипно-горячештамповочных прессах: Методические указания к лабораторной работе №2/ составил Боровков В. М. – Тольятти: ТПИ, 1990 г.
Экономическое обоснование выбора заготовок при проектирование технологических процессов: Методические указания к лабораторной работе №3/ составил Боровков В. М. – Тольятти: ТПИ, 1986 г.