Разработка технологического процесса изготовления детали

технологическому процессу требуются гильотинные ножницы и механический

пресс.

Гильотинные ножницы представляют собой станок для резки бумажных кип,

металлический листов и т.д., в котором один нож неподвижно закреплен в

станине, а другой, поставленный наклонно, получает возвратно-

поступательное движение.

Главными параметрами, который является наиболее показательным для

выбираемого оборудования и который обеспечивает выполнение режимов,

предусмотренных технологическим процессом, для пресса является усилия

штамповки, прессования, а для гильотинных ножниц - наибольшая толщина

разрезаемого листа и его ширина.

Таблица 3

Характеристики ножниц Н475

|Характеристика |Значение |

|Наибольшая толщина разрезаемого |6,3 |

|листа, мм | |

|Наибольшая ширина разрезаемого листа,|2000 |

|мм | |

|Расстояние между стойками, мм |2250 |

|Число ходов в минуту |40 |

|Угол наклона ножа |1(54' |

Рассчитанное усилие штамповки Рп=63,978 кН выбираем [по приложению 5,

3051] пресс таким образом, чтобы его номинальное усилие превышало значение

требуемого усилия штамповки.

Таблица 4

Характеристики пресса КД2118А

|Характеристика |Значение |

|Номинальное усилие, кН |63 |

|Наименьший ход ползуна, мм |5 |

|Наибольший ход ползуна, мм |50 |

|Число ходов ползуна в мин |150 |

|Регулировка длины шатуна, мм |5,7-45 |

|Закрытая высота, мм |200 |

|Высота стола над уровнем пола, мм |800 |

7. Техническое нормирование

Нормирование технологического процесса состоит в определении величины

штучного времени Тш для каждой операции (при массовом производстве) и

штучно-калькуляционного времени Тшт (при серийном производстве). В

последнем случае рассчитывается подготовительно-заключительное время Тпз.

Величины и Тшк определяют по формулам:

[pic]; Тшк = Тш + Тпз/n,

где То - основное технологическое время, мин;

Тв - вспомогательное время, мин

Тоб - время обслуживания рабочего места, мин;

Тд - время перерывов на отдых и личные надобности, мин;

Тпз – подготовительно-заключительное время, мин;

n – количество деталей в партии.

Основное (технологическое) время затрачивается непосредственно на

изменение форм и размеров детали.

Вспомогательное время расходуется на установку и снятие детали,

управление станком (прессом) и изменение размеров детали.

Сумма основного и вспомогательного времени называется оперативным

временем.

Время обслуживания рабочего места складывается из времени технического

обслуживания (смена инструмента, подналадка станка) и времени на

организационное обслуживание рабочего места (подготовка рабочего места,

смазка станка и т.д.)

Подготовительно-заключительное время нормируется на партию деталей (на

смену). Оно расходуется на ознакомление с работой, настройку оборудования,

консультации с технологом и т.д.

Рассчитаем нормирование технологического процесса нарезки листа

материала на полосы.

7.1 Раскрой на гильотинных ножницах.

Так как в последовательный штамп подаются полосы материала, то

требуется разрезать листы стали 10 на полосы , ширина которых равна ширине

заготовок. Для этого используем гильотинные ножницы

Операция - резка полос из стального листа 710 х 2 000;

шаг - 38,75 мм;

18 полос из листа;

18 х 54 = 972 шт. -заготовок из листа;

ручной способ подачи и установки листа;

ручной способ удаления отхода;

оборудование - гильотинные ножницы Н475;

40 ходов ножа в минуту;

способ включения ножной педалью;

муфта включения фрикционная;

положение рабочего - стоя.

1. Расчет нормы штучного времени на резку стального листа

1.1. Взять лист из стопы, положить на стол ножниц, установить по заднему

упору. Время на эти операции зависит от площади листа и обычно указывается

в расчете на 100 листов.

При площадь листа [pic]время на 100 листов- 5,7 мин.

Следуя указаниям по расчетам:

1) при подсчете нормы штучного времени на заготовку, время по

нормативам делим на число заготовок, получаемых из листа;

2) при установке листа по заднему упору, время по нормативам

принимаем с коэффициентом, равным 0,9;

3) поправочный коэффициент при толщине листа стали 1 мм - 1,09.

1.2. Включить ножницы 18 раз. Так как требуется получить 18 полос: 17

включений ножниц для того, чтобы отделить полосы одну от другой и еще одно

- чтобы отделить последнюю полосу от остатка листа. Время, затрачиваемое на

это, зависит от способа включения гильотинных ножниц.

При нажатии педали сидя - 0,01 мин на полосу.

1.3. Отрезать заготовки 18 раз. Длительность этой операции зависит от

возможностей ножниц

При 40 ходов в минуту и фрикционной муфты выключения - 0,026 мин на

полосу.

4. Продвинуть лист до упора 18 раз (так как лист делится на полосы с

остатком, поэтому необходимо отделить последнюю полосу от отхода).

Продолжительность данного действия зависит от длины листа и шага.

При длине листа по линии реза 2000 мм и шаге продвижения листа 38,75 <

50 мм время - 1,4 мин на полосу.

5. Взять отход со стола ножниц, уложить в стопу.

При площади заготовки [pic] время 0,83 мин.

Таблица 5.

Расчет нормы штучного времени на резку стального листа

|Переходы |см. |Время на 100 листов, мин |

| |пункт| |

| | |Основное |Вспомогательное время, Тв |

| | |время, То | |

| | | |перекрываемо|неперекрывае|

| | | |е время |мое время, |

| | | | |Тв |

|Взять лист из стопы, |1.1 |- |- |[pic] |

|проложить на стол ножниц, | | | | |

|установить по заднему упору| | | | |

|Включить ножницы (18 раз) |1.2 |- |- |[pic] |

|Отрезать заготовки (18 раз)|1.3 |[pic] |- |- |

|Продвинуть лист до упора |1.4 |- |[pic] |[pic] |

|(17 раз) | | | | |

|Взять отход со стола |1.5 |- |- |[pic] |

|ножниц, уложить в стопу | | | | |

|Итого | |46,8 |27,2 |50,39 |

* - см. пункт 1.1.2.

Норма штучного времени рассчитывается по формуле:

[pic]

То – основное время резки;

Тв – вспомогательное время;

nд – число деталей в листе.

[pic]на 100 деталей;

[pic]мин на 1 деталь.

7.2 Холодная штамповка

Операция - вырубка детали по контуру, отверстий в детали из полосы;

штамп с открытым упором;

ручной способ подачи и установки заготовки;

ручной способ удаления отходов;

положение рабочего - сидя;

кривошипный пресс с усилием 63 Н;

150 ходов ползуна в минуту;

фрикционная муфта включения;

способ включения - педалью.

2. Расчет нормы штучного времени на штамповку детали из полосы.

1.1. Взять полосу, смазать с одной стороны. Необходимыми операциями

подготовки заготовок к холодной штамповке являются удаление окалины,

загрязнений, дефектов, покрытий-смазок. Затрачиваемое на это время зависит

от площади заготовки.

[pic]

При такой площади время на 100 полос равно 5,04 мин.

2.2. Установить полосу в штамп до упора. Эта операция необходима для

обеспечения условия базирования, ее продолжительность зависит от вида

штампа, длины и ширины полосы, а также толщины материала.

При ширине полосы 38,75 мм исходное время равно 5,04 мин на 100 полос.

При полосе длиной 2 м коэффициент равен 1,08;

для закрытого штампа - 1,1;

для стали толщиной 1 мм - 1,09.

2.3. Включить пресс. Длительность данного действия зависит от

положения рабочего и способы управления прессом.

Для включения пресса педалью сидя - 0,01 мин на полосу;

2.4. Штамповать. Время, занимаемое штамповкой зависит от используемого

оборудования.

Для пресса с числом ходов ползуна равным 150 и фрикционной муфтой -

0,026 мин на полосу.

2.5. Время, затрачиваемое на продвижение полосы на шаг, зависит от

ширины и длины полосы и вида штампа.

Для полосы шириной 38,75 мм основное время равно 0,7 мин на 100 полос;

для закрытого штампа - коэффициент 1,1;

коэффициент для полосы длиной 2 м - 1,08.

2.6. Длительность операции удаления отхода полосы (решетки)

определяется, исходя из полосы материала.

При полосе 38,75 х 2 000 - 3,28;

для закрытого штампа - 1,1;

коэффициент для стали толщиной 1 мм - 1,09.

Таблица 6.

Расчет нормы штучного времени на штамповку детали

|Переходы |см. |Время на 100 полос, мин |

| |пункт| |

| | |Основное |Вспомогательное время, Тв |

| | |время, То | |

| | | |перекрываем|неперекрываемо|

| | | |ое время |е время, Тв |

|Взять полосу, смазать с |2.1 |- |- |5,04 (tв1) |

|одной стороны | | | | |

|Установить полосу в штамп |2.2 |- |- |[pic] |

|до упора | | | | |

|Включить пресс |2.3 |- |- |[pic] |

|Штамповать |2.4 |[pic] |- |- |

|Продвинуть полосу на шаг |2.5 |- |[pic] |- |

|Отбросить отход полосы |2.6 |- |- |[pic] |

|(решетку) | | | | |

|Итого | |2,6 |0,91 |16,5 |

Норма штучного времени:

[pic]

nд - количество деталей, получаемых из полосы;

Кпр - коэффициент, учитывающий положение рабочего (сидя - 0,8);

аобс - время на организационно-техническое обслуживание рабочего

места, для кривошипного пресса с усилием прессования до 100 кН, равно 5 %

от оперативного времени;

аот.л. - время, затрачиваемое рабочими на отдых и личные надобности,

при массе заготовки до 3 кг принимается как 5 % от оперативного времени.

[pic]мин ;

[pic]мин на одну заготовку.

8. Определение типа производства

Согласно ГОСТ 3.1108 - 74 ЕСТД тип производства характеризуется

коэффициентом закрепления операций. На стадии проектирования

технологических процессов используется следующая методика расчета

коэффициента закрепления операций (серийности) за рабочим местом (станком)

[7, с. 16]:

[pic]

где Тт - такт выпуска, мин;

Т ш. ср. - среднее штучное время для выполнения операции, мин.

Такт выпуска рассчитывается по формуле:

[pic]

Ф - действительный годовой фонд времени работы станка или рабочего

места, ч (примем Ф=2000 ч).

N - годовая программа выпуска изделий, шт.

Среднее штучное время определяется как среднее арифметическое по

операциям процесса. Будем считать, что время в основном затрачивается на

нарезку и штамповку.

[pic]

n - число операций (при указанном допущении k=2)

Дано, что годовая программа выпуска экрана равна 1000 тыс. шт.

Такт выпуска [pic]мин.

Штучное время [pic]мин.

Среднее штучное время [pic]мин.

Коэффициент закрепления операций [pic].

В зависимости от величины Кзо выбираем тип производства: при 1< Кзо

<10 крупносерийный тип производства.

Крупносерийное производство характеризуется изготовлением изделий

периодически повторяющимся партиями. В таком производстве применяют

специальное, специализированное и универсальное оборудование и

приспособления.

9. Технико-экономические показатели разработанного технологического

процесса

Для экономической оценки используют в основном две характеристики:

себестоимость и трудоемкость.

Трудоемкость - количество времени (в часах), затрачиваемое на

изготовление одной единицы изделия. Трудоемкость процесса составляет сумма

трудоемкости по всем операциям.

Трудоемкость операций складывается из подготовительно-заключительного

времени Тпз, приходящегося на единицы продукции, и штучного времени Тш,

затрачиваемого на выполнение данной операции. Численно трудоемкость

операции Т равна штучно-калькуляционному времени Тшк, которое может быть

рассчитано по формуле:

[pic];

где n - количество деталей в партии, определяется по формуле:

[pic];

где 480 мин - продолжительность одной рабочей сметы в минутах;

Подготовительно-заключительное время за смену складывается, в

основном, из длительности подготовительно-заключительных операций для резки

и штамповки. Примем:

[pic]мин в смену;

[pic]мин в смену.

Рассчитаем трудоемкость операции резки:

Штучное время резки:[pic]резки;

Количество деталей в партии: [pic]шт;

Трудоемкость операции резки: [pic]мин;

Рассчитаем трудоемкость операции штамповки:

Штучное время резки:[pic]резки;

Количество деталей в партии: [pic]шт;

Трудоемкость операции штамповки: [pic]мин;

Величина, обратная технологической норме времени Т, называется нормой

выработки Q:

[pic]

Согласно полученному значению трудоемкости, нормы выработки:

[pic](1/мин);

[pic](1/мин).

Производительность технологического процесса определяется количеством

деталей, изготавливаемых за единицу времени(час, смена):

[pic];

где Ф - фонд рабочего времени, мин;

[pic] - сумма трудоемкости по всем операциям процесса (в данном случае

по двум: резке и штамповке).

Производительность технологического процесса: [pic]деталей в смену.

При экономической оценке варианта изготовления отдельной детали

достаточно определить его технологическую себестоимость. Она отличается от

полной тем, что в нее входят прямые затраты на основные материалы и

производственная заработная плата, а также расходы, связанные с содержанием

и эксплуатацией оборудования и инструмента.

Технологическую себестоимость можно рассчитать по формуле:

[pic];

где См - стоимость основных материалов или заготовок, руб./шт.;

З - заработная плата производственных рабочих, руб./шт.;

1,87 - коэффициент, учитывающий затраты на возмещение изношенного

инструмента, оснастки и расходы на содержание и эксплуатацию оборудования,

вместе взятые, составляют 87 % от заработной платы.

Стоимость основного материала определяется по формуле:

[pic];

где М н. р. - норма расхода материала или масса заготовки, кг/шт.;

С м.о. - оптовая цена материала или заготовки, руб./кг;

mо - масса реализуемых отходов, кг/шт.;

Со - стоимость отходов, принимается в размере 10 % от стоимости

основного материла, руб./кг.

Масса реализуемых отходов определяется по формуле:

[pic];

где Мз - масса заготовки детали, кг/шт.;

Мд - масса детали, кг/шт.

Масса заготовки вычисляется по формуле:

[pic];

где V - объем заготовки детали;

?- плотность материала заготовки, г/см3;

Sл –площадь листа;

tл - толщина листа;

n – число деталей из листа.

Масса заготовки: [pic]кг.

Масса детали уже рассчитана ранее: Мз=0,006 кг.

Масса реализуемых отходов: [pic]кг.

Оптовая цена стали 10: С м.о. = 1100 руб.·т=1,1 руб.·кг.

Тогда цена отходов: Со =0,1·1,1=0,11 руб.·кг.

Стоимость основного материала: [pic]руб. на деталь.

Заработная плата в зависимости от конкретных условий изготовления

детали может быть выражена следующим образом:

[pic];

где Кз - коэффициент, учитывающий доплаты к заработной плате рабочим

(на отпуска, за ночные смены), а также отчисления на социальное

страхование;

ti - норма штучного времени на выполнение технологической операции,

мин./шт.;

Si - ставка квалификационного разряда рабочего, руб./ч;

n - число технологических операций.

В данном случае примем во внимание 2 операции: резку полос на

гильотинных ножницах и штамповку детали. По уже рассчитанным значениях:

t1=0,0015 мин.;

t2=0,034 мин.;

Квалификационный разряд рабочего, выполняющего операцию резки - II; а

операцию штамповки - III.

Тарифная ставка первого квалификационного разряда рабочего

принимается - 4,5 руб./ч. Тарифная ставка каждого последующего

квалификационного разряда рабочего увеличивается в 1,2 раза.

Для рабочих механических цехов доплаты к заработной плате составляют

около 4,5 %, а отчисления на социальные нужды - 7,8 %, т.е. Кз=1,13.

В результате получаем заработную плату, приходящуюся на одну единицу

изделия:

[pic]руб.

Окончательно получаем технологическую себестоимость единицы продукции:

[pic]руб.

10. Расчет размера партии деталей

Программа выпуска: N=1000 тыс.шт

Действительный годовой фонд времени: Ф=2000 час.

Тогда ритм производства должен быть: [pic]дет/час

Если Тш штамповки =0,034 мин, то [pic]дет/час

Из [39, стр.172] время на установку и снятие штампа t=30+10=40 мин, а

зарплата рабочего 3 разряда Зр = 4,5 руб/час *1,44 = 6,48 руб/час.

Тогда [pic]руб

1. Пусть с2’ = 0,01*10-3 руб. Тогда размер партии [pic]деталей

2. Пусть с2’’ = 0,001 руб. Тогда размер партии [pic]деталей

Расчет размера партии заготовок

Из [14,стр.130] наладка упоров гильотинных ножниц 3,5мин, установка зазора

между ножами пусть будет 16,5 мин, тогда tп.з.= 3,5+16,5 = 20мин, а затраты

на наладку рабочего II разряда [pic]руб [pic]полос/час.

Если Тш резки = 0,0015мин, то [pic] полос/час.

Пусть с2’ = 0,01*10-3 руб, тогда [pic]полос.

11. Рекомендации по наладке ножниц

Зазор между ножами регулируют в зависимости от толщины и прочности

разрезаемого материала передвижением стола, для чего необходимо отпустить

гайки болтов крепления стола к станине и при помощи 2 регулировочных винтов

установить необходимый зазор, после чего гайки надо затянуть. Для установки

ножей после переточки рекомендуется применять прокладки из фольги или

другого тонкого листового материала.

Величину зазора определяем по табл. 11 в [9, стр.86].

Наладка упоров. Для обрезки полос различной ширины применяются задний,

передний и боковой упоры, упоры-угольники и упоры-кронштейны. Наладку

заднего упора производят путем его перемещения с помощью маховичков по

линейка или шаблонам. Если наладку производят по шаблону, то последний

устанавливают кромкой в упор к нижнему ножу, а ко второй его кромке

вплотную придвигают задний упор и закрепляют винтами. Наладку переднего

упора производят по шаблону, уложенному на стол. Упоры –угольники, упоры-

кронштейны и боковые упоры крепят к столу в различных положениях в

зависимости от необходимости.

Задний упор

0,075 0,05

0,075

Ножи 38,75 38,75

Нижний нож

Верхний нож

Нижний нож

Рис. 3. Наладка ножниц.

12. Безопасность труда

Основной задачей техники безопасности является обеспечение безопасных и

здоровых условий труда без снижения его производительности [7, с. 27]. Для

этого проводится большой комплекс мероприятий по созданию таких условий.

С целью предупреждения производственного травматизма подвижные части

станков, рабочие зоны оборудования, технологической оснастки снабжаются

оградительными устройствами (барьеры, решетки, кожухи, щитки и т. д.). Для

обеспечения воздушной среды на рабочем месте, соответствующей санитарным

нормам, станки, другое технологическое оборудование снабжаются

индивидуальными или групповыми отсасывающими устройствами.

Большое значение имеет охрана окружающей среды. Для уменьшения

загрязнений необходимо применение безотходных технологий, создание очистных

сооружений, позволяющих многократно использовать одни и те же объемы воды,

воздуха в защитных системах.

При разработке технологических процессов изготовления деталей

необходимо предусматривать конкретные меры, обеспечивающие безопасные

условия труда, охрану окружающей среды при изготовлении рассматриваемой

детали.

Для обеспечения безопасности труда на операции резки с помощью

гильотинных ножниц, помимо безопасной конструкции инструмента, рабочий

должен использовать тканевые рукавицы для подачи листа материала внутрь

ножниц, чтобы не поранить руки, а также халат, чтобы избежать порчи одежды

при смазке листа.

Охрана окружающей среды при резке осуществляется по средством

утилизации отходов, остающихся после нарезки листа на полосы, а при работе

со смазкой следует аккуратно наносить ее на лист материла.

При штамповке рабочему необходимо быть предельно внимательным при

включении штампа, так как он не снабжен ограждениями, а также использовать

тканевые рукавицы для подачи полосы материала в штамп.

Отходы от штамповки должны утилизироваться, не нанося вреда

окружающей среде.

Заключение

Таким образом, использование типового технологического процесса

облегчает проектирование, конструирование детали, ее изготовление и

контроль.

Благодаря экономии не только времени, которое было бы затрачено на

разработку в случае отсутствия такого "прототипа", но и сокращение затрат,

требующихся на исправление и утилизацию брака при использовании

неотработанных технологии, оборудования и оснастки, удается получить

хорошие экономические показатели технологического процесса изготовления и

сборки даже для небольших партий продукции и оборудования.

Наибольшее время при использовании типового процесса приходится

затрачивать на технологическую подготовку производства, которая необходима

для подгонки "прототипа" для конкретной детали. Учитывая, что многие

операции из ТПП являются стандартными и вполне могли бы выполняться с

помощью вычислительной техники, в настоящее время преобладающим является

тенденция к поной или хотя бы частичной автоматизации процесса

технологической подготовки производства.

Приложения Библиографический список

1. Дриц М. Е., Москалев М. А. "Технология конструкционных материалов и

материаловедение: Учеб. для вузов. - М. Высш. шк., 1990. - 447 с.: ил.

2. Зубцов М. Е. "Листовая штамповка". Л.: Машиностроение, 1980, 432 с.

3. Конструкторско-технологический классификатор деталей.

4. Лекции по курсу "Технология машиностроительного производства" Лобанова

С. А., 2001 г.

5. Мансуров И. З., Подрабинник И. М. Специальные кузнечно-прессовые машины

и автоматизированные комплексы кузнечно-штампового производства:

Справочник. М. : Машиностроение, 1990. 344 с.

6. Справочник нормировщика / Под общей ред. А. В. Ахумова. Л. :

Машиностроение, 1987. 458 с.

7. Технология машиностроительного производства. Методические указания к

курсовому проектированию/ Рязан. гос. радиотехн. акад; Сост.: А. С.

Кирсов, С. Ф. Стрепетов, В. В. Коваленко; Под ред. С. А. Лобанова.

Рязань, 2000. 36 с.

8. Правила оформления технологических документов: Методические указания к

курсовому и ди пломному проектированию/ Рязан. гос. радиотехн. акад; Сост.

А. С. Кирсов, Л. М. Мокров, В. И. Рязанов, 1997. 36 с.

8.

Страницы: 1, 2