Анализ базового варианта техпроцесса

1.5 Анализ базового варианта техпроцесса

Корпус цилиндра гидротормозов – деталь не очень точная, но заготовка, получаемая литьем в земляные формы имеет очень большие припуски, особенно на поверхность зеркала цилиндра. В отливке детали можно получить всего только одно отверстие Æ16 мм. Получение других глухих отверстий не технологично, т.к. ведет к удорожанию заготовки. Недостатком отливки является наличие в прессформе стержни Æ16 мм и длинной до 180 мм, Такой стержень неустойчив и не прочен. Это усугубляется тем, что он состоит из двух частей. Увеличение диаметра стержня исключено, поскольку мы имеем очень большой процент брака по качеству отверстия. В поверхностном слое отверстия вокруг стержня при литье образуется адсорбированный слой, насыщенный парами, воздушными раковинами и т.д. Количество брака составляет 15%. Работа над этой проблемой является одним из направлений модернизации техпроцесса.

Получение штуцерных отверстий не вызывает сомнений: техпроцесс их обработки минимален и альтернативы не имеет. Но последовательность обработки зеркала цилиндра далека от оптимального варианта:

-  зенкерование предварительное

-  зенкерование окончательное

-  развертывание

-  накатка.

Зенкрование ведется с двух сторон до середины зеркала (или, точнее, до 2-х отверстий Æ3 мм). Ранее в конструкции была предусмотрена канавка под выход этих отверстий в зеркало. Однако, в 1985 году канавка была из конструкции устранена. Ранее по этой канавке проходила граница двух частей отверстия, обрабатываемых двумя разными инструментами. Каждый инструмент образует свою поверхность с уводом оси от номинальной оси. Несоосность двух поверхностей порождает явную ступень, которая ранее из-за наличия в этом месте канавки была явно незаметна. Технологичнее было бы обрабатывать все отверстие одним инструментом. Это существенным образом повысило бы точность получения отверстия.

Анализ двух проблем позволяет предположить важность применения рассверливания и дальнейшего протягивания с одновременным дорнованием. Проблемой в этом случае является слишком большая длина отверстия (для протягивания).

1.6 Задачи проекта. Пути совершенствования техпроцесса

Следует заметить, что при разработке дипломного проекта не ставиться задача коренного изменения существующего базового техпроцесса (хотя это не исключается), если это не диктуется существенными условиями, например, резким увеличением производственной программы. Анализ существующего базового варианта техпроцесса может выявить нам дальнейшее направление модернизации или, даже, нового проектирования всего техпроцесса. В подавляющем большинстве случаев для повышения показателей эффективности техпроцесса или решения существующих проблем достаточно заменить две операции, перехода или изменить структуру техпроцесса.

В анализе базового техпроцесса замечены недостатки – низкое качество отверстия корпуса и низкая точность дальнейшего его получения.

Решение этих проблем и будет одним из основных направлений совершенствования техпроцесса.

2. Выбор и проектирование заготовки

2.1 Выбор способа получения заготовки

Изначально определяем, что заготовку корпуса главного цилиндра гидротормозов можно получить двумя способами: литьем в земляные формы и литьем в металлические армированные формы. Второй способ практически не используется для изготовления отливок из чугуна. Эти методы в одинаковой степени позволяют достичь заданной точности, однако себестоимости получения заготовок будут разными.

Оценку эффективности различных вариантов получения заготовок чаще всего проводят по двум показателям:

а) коэффициенту использования материала заготовки:

К_и =  (2.1)

где q – масса детали, кг;

Q – масса заготовки, кг.

б) технологической себестоимости изготовления детали. Сюда включается только те статьи затрат, величины которых изменяются при переходе от одного варианта к другому.

На стадии проектирования технологических процессов оптимальный вариант заготовки, если известны массы заготовки и детали, можно определить путем сравнения технологической себестоимости изготовления детали, рассчитанной по формуле:

С_т = С_заг*Q + С_мех*(Q – q) – С_отх(Q –q) (2.2)

где С_заг – базовая или конкретная стоимость одного кг заготовок, руб/кг.

С_мех – стоимость механической обработки, отнесенная к одному кг срезаемой стружки, руб/кг.

С_отх – цена 1 кг отходов, руб/кг.

С_мех = С_с + Е_н*С_к (2.3)

где С_с – текущие затраты на 1 кг стружки, руб/кг.

С_к – капитальные затраты на 1 кг стружки, руб/кг.

По таблице 3.2 [3] для автомобильного и сельскохозяйственного машиностроения С_с =0,188 руб/кг, С_к = 0,273 руб/кг.

Е_Н - нормальный коэффициент эффективности капитальных вложений Е_н =0,15

С_мех = 0,188+0,15*0,566 = 0,273 руб/кг.

Это значение принимаем и для литья в земляные формы и для литья в армированный кокиль.

Стоимость заготовки, полученной такими методами, как литье в песчаные и металлические формы, с достаточной для стадии проектирования точностью можно определить по формуле

С_заг = С_отл *К_т*К_с*К_в*К_м*К_п (2.4)

где С_отл – базовая стоимость одного кг литых заготовок. Для отливок полученных литьем в земляные и металлические формы С_отл равны С_отл¹=0,29 руб/кг , С_отл² = 0,29 руб/кг.

К_т – коэффициент, учитывающий материал отливок, для отливок из чугуна 2-ого класса точности К_т = 1,03 [3, стр.34].

К_м – коэффициент, учитывающий материал отливки; для серого чугуна К_м =1,09.

К_с – коэффициент, учитывающий группу сложности, по таблице 3.6[3] 3-я группа сложности; К_с = 1.

К_в – коэффициент, учитывающий объем производства. По таблице 3.9.[3] определяем группу серийности – 4-я. По табл. 3.8 [3] К_п = 1,2

Подставляем все известные значения в формулу 2.4 и получим:

С_заг¹ = С_заг² = 0,29*1,03*1,09*1,0*1,0*1,2 = 0,36 ^руб/_кг

Рассчитаем технологическую себестоимость изготовления детали, если известно: q = 0,873 кг, Q = 1,35 кг. С_отх = 0,0144 руб/кг.

С_т¹ = С_т² = 0,36*1,35+0,273*(1,35-0,873)-0,0144(1,35-0,873) = 0,609 руб.

Стоимость только одной заготовки без учета механической обработки :

С_заг¹ = С_заг² = 0,36*1,35 = 0,486 руб.

Расчеты проведены в ценах 1985 года.

Для учета ценовой инфляции введем коэффициент к=10. Тогда стоимость заготовки С_заг = 0,468*10 = 4,86 руб., а стоимость заготовки С_заг = 6,09 руб.

Расчеты показали одинаковую стоимость получения отливки корпуса. Но мы остановимся на способе получения заготовки литьем в песчаные формы, т.к. этот способ обеспечивает более высокое качество отливки и однородность её структуры.

2.2 Проектирование отливки корпуса главного цилиндра гидротормозов

Проектирование отливки осуществляется по методике изложенной в [4].

Проектирование выполним по следующим этапам:

1. На основании выбранного способа литья по таблице 2.3. [4] определяем класс точности размеров и масс, а также ряд припусков. Для данного способа получения заготовки интервал классов точности размеров и масс с 6 по 11, интервал рядов припусков от 2 до 4.

Принимаем 7-ой класс точности размеров и масс и 2-ой ряд припусков (выбор объясняется требованиями массового производства).