81957

Расчет экономической эффективности восстановления детали

Контрольная

Производство и промышленные технологии

В процессе работы любой машины происходит износ ее деталей. Это естественное изнашивание носит закономерный характер и происходит в результате трения сопрягаемых поверхностей деталей, тепловых и химических воздействий среды, изменения физико-механических свойств материала деталей вследствие старения и усталости.

Русский

2015-02-23

1.09 MB

16 чел.

Содержание

1. Выполнение эскиза детали с указанием мест возможного износа  2

2. Установление типа производства       3

3. Анализ возможных способов восстановления детали

и выбор оптимального способа        5

4. Выбор установочных баз        16

5. Установление маршрута восстановления изношенной

поверхности детали          18

6. Разработка операций восстановления деталей     19

6.1.  Способы восстановления деталей       19

6.2.  Наплавка           19

7. Разработка операций механической обработки деталей

после ее восстановления         25

8. Составление маршрутно-технологической карты    32

9. Расчет экономической эффективности восстановления детали  33

Список использованных источников       35


1. Выполнение эскиза детали с указанием мест возможного износа
(помещается в технологической карте)

В процессе работы любой машины происходит износ ее деталей. Это
естественное изнашивание носит закономерный характер и происходит в результате трения сопрягаемых поверхностей деталей, тепловых и химических воздействий среды, изменения физико-механических свойств материала деталей вследствие старения и усталости.

Износ деталей является главной причиной, по которой машины теряют работоспособность.

К основным свойствам деталей, изменение которых при эксплуатации машин приводит к отказам, относятся: линейные размеры и форма, относительное расположение поверхностей, физико-механические свойства материала поверхностного слоя.

Рис.1 Колесо храповое

Исходные данные

Таблица 1

№ варианта

Деталь

Номер рисунка

Материал

детали

Масса

детали,

кг

Годовая

программа.

шт.

Восстанавливаемый дефект

Размеры, мм

Номинальный

Предельный

Фактический

10

Колесо храповое

3

Сталь

20

0,76

7500

Износ шпоночного паза по ширине

8

8,2

8,4

2. Установление типа производства

Тип производства является организационно-технологической характеристикой производственного процесса. Он оказывает существенной влияние на разработку технологического процесса, выбор способа восстановления, выбор оборудования и инструмента.

В машиностроении и ремонтном производстве различают три основные типа производства: единичное, серийное и массовое. В свою очередь серийный тип производство подразделяется на мелкосерийное и крупносерийное. Их характеристика приведена в литературе [2,3].

Для предварительного определения типа производства можно использовать годовой объем выпуска 7500 штук  и массы  детали m = 0,76 кг  по таблице 2.

Таблица 2

Ориентировочное определение типа производства по годовому объему выпуска и массе деталей

Максимальная

масса

обрабатываемой

заготовки

(детали), кг

Тип производства

единичное

мелкосерийное

среднесерийное

крупносе

рийное

массовое

до 200

до 100

1000 ...
5000

5000 ...
10000

10000 ...
100000

Св. 100000

201-2000

до 20

20 ... 500

500...
1000

1000 ...
5000

5000...
1000000

2001-30000

до 5

5 ... 100

100 ... 300

300...
1000

1000 ...
5000

Св. 30000

До 3

3 ... 10

10 ... 50

-

-

Принимаем среднесерийное производство.

Окончательно тип производства устанавливается по коэффициенту серийности Ксер после определения штучного времени:

      

где Fd - действительный годовой фонд работы оборудования при одной смене, ч;

m - число рабочих смен в сутки;

N- годовая программа, шт;

tШТ - штучное время изготовления, мин.

  1.  Анализ возможных способов восстановления детали и

выбор оптимального способа

Целью восстановления деталей является возвращение им свойств,
утраченных в процессе работы: характера посадки, размеров, формы, свойств
поверхностного слоя.

Для этого существуют различные технологические способы восстановления [2, 3, 4].

При выборе способа восстановления необходимо учитывать: материал детали, ее термическую обработку, поверхностную твердость, условия работы детали (характер нагрузки, посадку, величину удельного давления), вид изнашивания, величину износа, допустимые величины деформации и производительность процесса восстановления, его экономичность.

Студент, пользуясь литературными источниками, должен провести анализ возможных способов восстановления и определить, какие из них (выбрать два способа) могут быть использованы для восстановления детали по дефекту, указанному в таблице 1. При этом должны учитываться конструкция детали, ее материал, характер и величина дефекта.

Основные способы восстановления  выбираем из табл. 3.

Таблица 3

Относительная долговечность деталей при восстановлении различными способами.


спо
соба

Способы восстановления

Коэффициент относительной долговечности
восстановленной детали К
ZN

По
износостой
кости К
z1

По
прочности

Кz2

По

усталостной
прочности

Кz3

По

сцеплению с
основным
металлом
К
z4

1. Ручная сварка и наплавка

1

Электродуговая

0,70

0,95

0,60

1,00

2

Газовая

0,70

0,90

0,70

1,00

3

Аргонодуговая

0,70

0,95

0,70

1,00

11. Механизированная сварка и наплавка

4

В среде углекислого газа

0,72

0,95

0,90

1,00

5

Под слоем флюса

0,91

0,95

0,87

1,00

6

Вибродуговая

1,00

0,90

0,52

0,98

7

В среде пара

0,90

0,95

0,75

1,00

111. Другие способы

8

Хромирование

1,67

0,95

0.97

0,82

9

Осталивание

0,91

0,95

0,82

0,65

10

Никелирование

0,87

0,95

0,74

0,70

11

Металлизация напылением

0,55

0,85

0,60

0,10

12

Пластическая деформация

1,00

0,90

1,00

1,00

13

Постановка

дополнительной детали

0,90

0,75

0.90

1,00

14

Механическая обработка

0,95

0,80

0,90

1,00

Выбираем способы  №1 - ручная сварка и наплавка электродуговая и №2 - ручная сварка и наплавка газовая.

Для двух выбранных способов восстановления детали следует по технико-экономическому критерию С выбрать оптимальный вариант. Критерий С, предложенный профессором А.В. Каракулевым, представляет
относительную стоимость:

где z= 1,2,.. .14 - номера присвоенные способам восстановления (см. табл. 2);

Свz - стоимость восстановления z-м способом, руб;

az - коэффициент, учитывающий возможные потери от неожиданного

отказа детали, восстановленной z-м способом;

Pz - показатель относительной долговечности детали, восстановленной z-м способом.

Таким образом, для правильного выбора способа восстановления
необходимо определить стоимость С
вz, показатель относительной
долговечности P
z и значение коэффициента az.

   

Стоимость восстановления детали определяется по формуле

С вz=С1+С2+Сз+С4.

где С1 - заработная плата на выполнение всех технологических операций
восстановления детали, руб.;

С2 - стоимость материалов, руб.;

С3 - стоимость электроэнергии, руб.;

С4 - накладные расходы (затраты на содержание оборудования, оснастку,
общецеховые расходы и т.д.), руб.

Заработная плата в руб. на выполнение технологических операций
восстановления вычисляется по формуле

  

где n - число операций;

tk - трудоемкость выполнения к-й операции, чел-ч (см. табл.3);

Rk - тарифная ставка производственника, выполняющего к-ю операцию, руб./ч (см. табл.4).

Стоимость материалов

где gk - приведенное количество материалов, идущих на операцию под
номером к, кг (см. табл.3);

ак - средняя стоимость 1 кг материалов, идущих на операцию, руб. (см.
табл.3).

Стоимость электроэнергии

где Эк - энергоемкость операции к-го вида, кВт-ч (см. табл. 3)
а
э - стоимость 1 кВт-ч электроэнергии, руб;

накладные расходы определяют в зависимости от суммы заработной
платы за выполнение операций восстановления С
1:

      

где β - коэффициент, принимаемый для ремонтных предприятий равным
2,0...2,5.

Показатель относительной долговечности восстановленной детали Pz
определяют, исходя из следующих основных положений. В общем случае отказ наугад выбранной сложной детали, восстановленной произвольно взятым способом (например, из числа способов, указанных в табл. 2), может явиться следствием износа трения или перегрузки, или усталости материала, или отслоения от детали нанесенного на нее металла.

Нельзя наперед точно предсказать, по какой причине наступит отказ детали.

Поэтому для наугад выбранного отказа рассматриваемо детали будет
справедливо соотношение:

где - статистическая вероятность того, что отказ восстановленной
детали явится следствием соответственно: f
1 - износа при трении; f2 - недостаточной статической прочности материала; f3 - недостаточной

усталостной прочности материала; f4 - отслоения материала покрытия от
материала детали.

Для того чтобы получить значение относительной долговечности
восстановленной детали Р
Z: необходимо кроме fzn знать еще значение
коэффициента относительной долговечности К
zn (см. табл.2). Этот показатель
характеризует сопротивляемость детали, восстановленной z-м способом, тому или иному причинному фактору появления отказа (по отношению к новой детали).

Поскольку наперед нельзя точно предсказать, следствием какого
причинного фактора будет отказ восстановленной детали, то для оценки
долговечности удобнее всего использовать математическое ожидание,
определяемое по формуле:

где fzn - статистическая вероятность того, что отказ обусловлен n
причиной (табл.5);

Кzn - коэффициент относительной долговечности восстановленной
z-м способом в отношении «
n-го причинного отказа (см. табл. 2).

Решение №1.

Вероятность появления отказа детали по износу, прочности,
усталостной прочности и отслаиванию покрытия соответственно равна:
f1 = 0,17; f2 = 0,53; f3 = 0,20; f4 = 0,1. При восстановлении ее методом механизированной сварки и наплавки под слоем флюса коэффициент долговечности по отношению к названным причинным факторам составит: K
zl = 0,7; Kz2= 0,95; Kz3=0,6; Kz4=1,0.

Вероятность появления отказа детали по износу, прочности,
усталостной прочности и отслаиванию покрытия соответственно равна:
f1 = 0,17; f2 = 0,53; f3 = 0,20; f4 = 0,1. При восстановлении ее методом механизированной сварки и наплавки в углекислом газе коэффициент долговечности по отношению к названным причинным факторам составит: K
zl = 0,7; Kz2= 0,9; Kz3=0,7; Kz4=1,0.

Пользуясь формулой, находим

Pz=0,17×0,7+0,53×0,95+0,2×0,6+0,1×1,0= 0,84– наплавка электродуговая.

Следовательно, относительная долговечность восстановленной детали
методом наплавки электродуговой оказалась в среднем на 0,84 раза больше долговечности новой детали.

Pz=0,17×0,7+0,53×0,9+0,2×0,7+0,1×1,0=0, 83– наплавка газовая.

Следовательно, относительная долговечность восстановленной детали
методом наплавки в среде углекислого газа оказалась в среднем на 0,83 раза больше долговечности новой детали.

Если при выборе способа восстановления в формуле переменную а2 принять равной нулю, т.е. пренебречь возможными потерями от неожиданного отказа по факторам прочности, усталостной прочности восстановленной детали, для которой Kzn < 1, то способ такой восстановления в данном случае будет, по-видимому, наиболее эффективным.

Однако пренебрежение возможными потерями, которые могут
возникнуть в результате преждевременного отказа детали не от износа, а по
другим причинам, во многих случаях является недопустимым. Возможность
отбрасывания потерь, учитываемых коэффициентом
aZ, зависит от характеры
последствий отказа. Если отказ произойдет из-за усталости металла
восстановленной детали, то такой отказ может привести не только к поломке
узла, но даже к катастрофе. Это значит, что риск возможности появления отказа от усталости может на практике обойтись во много раз дороже выгоды,
 полученной от применения способа, обеспечивающего большой срок службы детали в условиях естественного изнашивания при трении.

Так как отказы детали происходят по мгновенной схеме, значение
показателя а- определяется по формуле

 

где a1 - коэффициент, учитывающий потери от естественного износа при
трении;
a1=1;

а2 - коэффициент, учитывающий потери, обусловленные появлением
мгновенных отказов из-за недостаточной прочности, недостаточной
усталостной прочности и отслоения материала покрытия от основного
материала детали; в ремонтной практике
а2= 10;

Kz1, Kz2, KZ3, Kz4 - вероятность того, что деталь, восстановленная z-м
способом, откажет соответственно из-за износа, недостаточной
прочности, недостаточной усталостной прочности и недостаточной
прочности сцепления слоя покрытия с основным материалом детали;

Kz1 = 1 – Kz1; Kz2 =1 - Kz2; Кz3 = 1 - Kz3; Kz4 = 1 - Kz4;

(значения Kzn- из табл. 2); если по расчету Кzn получается отрицательным,
то его значение нужно брать равным нулю (0≤ Kzn≤  1).

Пользуясь результатами, найдем по формуле значение az
для детали восстановленной методом механизированной сварки и наплавки под слоем флюса,

az =1×0,17×0+10× (0,53×0,95+0,2×0,6+0,1×1,0) = 7,2.

Пользуясь результатами, найдем по формуле (3.9) значение az
для детали восстановленной методом механизированной сварки и наплавки в углекислом газе,

az =1×0,17×0+10× (0,53×0,9+0,2×0,7+0,1×1,0) = 7,3.

Решение 2. Рассчитаем стоимость восстановления CBZ изношенного шпоночного паза по ширине размерами 8×41,0 детали «Колесо храповое» двумя способами.  

Выбранные способы включают 2 операции: 1) сварка и наплавка электродуговая и газовая; 2) механическая обработка - долбление паза 8×41,0 мм.

Сначала необходимо определить трудоемкость, энергоемкость и материалоемкость каждой операции, т.е. значения показателей tk, gk, Эk (см. формулы (3.3-3.5). В табл.3 эти показатели указаны применительно к обработке 1м2 поверхности детали (tko, gkO, Эко).

Затем нужно определить площадь обрабатываемой поверхности паза колеса S, м2. В нашем примере

, м2

где а- ширина паза, мм;

в - длина паза, мм;

м2.

Трудоемкость k-й операции определяется по формуле

     

где tko - трудоемкость обработки 1 м2 поверхности z-м способом на глубину (толщину) Нк (табл.3), чел.-ч;

hk - толщина фактически наращиваемого слоя, или глубина обработки
(на сторону), мм;

Ht - рациональная толщина покрытия z-м способом, мм (табл.3).

Рассчитаем для ручной сварки и наплавки электродуговой:

Толщина  наплавки:

мм.

Глубина механической обработки долбежной:

мм.

Трудоемкость наплавки электродуговой:

чел. ч.

Трудоемкость механической обработки долбежной:

чел. ч.

Расход материалов определяется по формуле

   

где gk0 - приведенный расход материалов на обработку 1м2 поверхности детали z-м способом на глубину (толщину) Нк, кг (табл.3);

Расход электроэнергии определяется по формуле

   

Учитывая, что механическая обработка ведется по четвертому разряду, а наплавка - по третьему разряду горячей сетки (тарифные ставки указаны в
табл.4), определим стоимость С
1, С2, С3 по формулам (3,3-3,5):

C1 = 1,57×7,60+5,57×8,52= 59,35руб;

С2 = 1,26×46+0,82×74=118,64 руб.;

С3 = ( 15,2+31,8) ×0,5=23,5 руб.

Накладные расходы

С4=β×С1=2,0×59,35=118,7 руб.

Общая стоимость восстановления

СBZ=320,19 руб.

Рассчитаем для ручной сварки и наплавки газовой:

Толщина  наплавки газовой:

мм.

Глубина механической обработки долбежной:

мм.

Трудоемкость наплавки газовой:

чел.-ч.

Трудоемкость механической обработки долбежной:

чел.-ч.

Расход материалов определяется по формуле

  

где gk0 - приведенный расход материалов на обработку 1м2 поверхности детали z-м способом на глубину (толщину) Нк, кг (табл.3);

Расход электроэнергии определяется по формуле

   

Учитывая, что механическая обработка ведется по четвертому разряду, а наплавка - по третьему разряду горячей сетки (тарифные ставки указаны в
табл.4), определим стоимость С
1, С2, С3 по формулам (3,3-3,5):

C1 = 3,15×7,60+5,57×8,52= 71,39руб;

С2 = 1,66×51+0,82×74=145,34 руб.;

С3 = ( 3,49+31,8) ×0,5=17,6руб.

Накладные расходы

С4=β×С1,=2,0×71,39=142,78 руб.

Общая стоимость восстановления

СBZ=377,11 руб.

Следовательно, для выбора способа восстановления по экономическому
критерию определяют C
z по формуле (3.1) и выбирают тот способ, который
будет характеризоваться минимумом этой величины.

Выбираем способ восстановления - ручная сварка и наплавка электродуговая по экономическому критерию.

Для выбранного способа проводится вся дальнейшая разработка.


4. Выбор установочных баз

При восстановлении деталей в качестве установочных баз следует
принимать чистовые базы, которые служили для обработки детали при ее
изготовлении.

При выполнении контрольной работы назначим базы для каждой
операции.

Таблица 4

Установочные базы, оборудование, оснастка

№ опер

Установочная база

Оборудование

Схема обработки

005

Торец колеса и наружний диаметр

Ручная дуговая сварка и наплавка

010

Торец колеса и наружный диаметр

Долбежный станок 7А420


5. Установление маршрута восстановления изношенной поверхности детали

Маршрут восстановления изношенной поверхности включает общий план восстановления, содержание операций технологического процесса с указанием оборудования, приспособлений и инструмента, а также режим обработки.

Технологический процесс восстановления должен включать подготовку детали для восстановления (очистка, дефектация, предварительная механическая обработка), восстановительные операции (наплавка, гальванические покрытия и др.), операции механической и термической обработки после восстановительных операций, контрольные операции.

После подготовительных и восстановительных операций обрабатывают
восстановленный поверхности путем механической обработки. Чем точнее
должна быть обработана поверхность, тем позже она обрабатывается. В конце маршрута обрабатывают легко повреждаемые поверхности (наружные резьбы, тонкостенные поверхности и т.п.). Если деталь должна подвергаться
термической обработке, то процесс механической обработки разделяют на две части: процесс до термической обработки и после нее.

Таблица 5  

Маршрутное описание ТП

Операция

Оборудование

Режущий инструмент

Оснастка

005

Наплавочная

- Наплавить шпоночный паз с двух сторон в размер 7,6×41,0

Сварочный выпрямитель

ВСС-120-4

Электрододержатель для ручной дуговой сварки: пассатижный

(ЭД-3104У1)

Сварочный пост

010

Долбежная

- долбить шпоночный паз  7,6 до 8А3

Долбежный станок 7А420

Резец проходной упорный Т5К10

Приспособление

015 Контрольная

Стол контролёра


6. Разработка операций восстановления деталей

6.1. Способы восстановления деталей

Разнообразные способы восстановления деталей машин могут быть
классифицированы натри основные группы:

1. Наращивание металла в местах износа детали.

2. Удаление дефектного слоя металла.

3. Замена изношенных элементов детали новыми.

Наращивание металла может производиться за счет присадочного материала:
наплавкой, электролитическим осаждением, металлизацией. При наращивании металла детали обычно восстанавливают до их номинальных (чертежных) размеров и сохраняют соответствующую посадку.

Удаление дефектного слоя металла может быть осуществлено одним из
слесарно-механических способов, например механической обработкой детали под ремонтный размер.

К третьей группе способов относят такие виды слесарно-механической
обработки, как восстановление с помощью дополнительных ремонтных деталей и путем замены изношенной части детали новой.

При способах, относящихся ко второй и третьей группам, сопряжению
возвращается требуемая посадка, но размеры детали не доводятся до
первоначальных.

Припуски на восстановление должны обеспечивать устранение
восстанавливаемого дефекта и последующую механическую обработку.
Важным этапом разработки операций восстановления является расчет режимов выполнения этих операций.

6.2. Наплавка.

Рекомендуется следующая последовательность расчета режимов наплавки.
Определяют толщину наплавляемого слоя в зависимости от величины износа и припуска на механическую обработку. Он колеблется при наплавке под слоем флюса в пределах 1,6...2,0 мм на сторону, при вибродуговом способе – в пределах 0,6... 1,2 мм на сторону.

Выбирают марку и диаметр электродной проволоки применительно к
материалу детали и твердости ее поверхности.

Выбирают и рассчитывают электрические параметры наплавки, выбирают род сварочного тока, напряжение тока при наплавке, рассчитывают силу сварочного тока.

Выбирают и рассчитывают кинематические параметры наплавки: скорость подачи проволоки, скорость наплавки, частоту вращения детали.
Все данные выбираем по литературным источникам [3, 4, 5, 6] и рассчитываем по формулам.

Рис.1 Сварочный выпрямитель ВСС-120-4.

   

Оборудование для сварки и наплавки. В качестве источников питания электроэнергией при ведении дуговой сварки и наплавки применяют сварочные трансформаторы переменного тока, преобразователи и выпрямители постоянного тока.

Для ручной дуговой сварки (наплавки) применяем выпрямитель ВСС-120-4.

  

Таблица 1

Технические характеристики

Параметры

ВСС-120-4

Напряжение питающей сети, В

380.220

Номинальный ток (при ПР = 65%), А

120

Напряжение холостого хода, В

57-63

Пределы регулирования тока, А

15-130

Мощность, кВ*А

5,1

Кпд, %

59

Масса, кг

140

Стоимость, руб

74000

Расчет режимов резания ручной электродуговой наплавки .

Расчет скорости наплавки

м/ч  

где i - сила сварочного тока, А;

FH - площадь поперечного сечения наплавляемого шва, см ;

γ - плотность металла шва, г/см3 (для стали γ=7,85);

ан - коэффициент наплавки, г/А-ч;

VH - скорость подачи проволоки, м/ч;

анр(1 - ф)

ар - коэффициент расплавления электродной проволоки сплошного сечения

при наплавке, г/А-ч;

г/А-ч

ф - коэффициент потерь металла сварочной проволоки на угар

разрабатывание; ф=0,02...0.03;

ан=11,6(1 0,02)=13,4г/А-ч

Расчет скорости подачи проволоки,

м/ч    

Расчет силы сварочного тока

А     

Расчет полного времени наплавки

ч (7,8 мин)     

где t- время горения дуги, ч;

Кн - коэффициент использования сварочного оборудования; КH=0,6...0,7;

ч,     

где GH - масса наплавляемого металла, г;

 г    

FH - площадь наплавляемой поверхности, см2 ;

h - требуемая высота наплавленного слоя, см.

Расчет расхода электроэнергии в кВт/ч

 кВт/ч  где  U - напряжение дуги, В; U = 21 + 0,04I = 21+0,04×187,5=28,5В. 

η - КПД источника тока;  η =0,6.. .0,7;

Wо - мощность, расходуемая при холостом ходе, кВт; Wо=2…3 кВт.


7.Разработка операций механической обработки деталей после ее
восстановления

В качестве установочной базы принимают чистую базу, которая служила
для обработки восстановленной поверхности при изготовлении детали.

Операция 010 - Долбежная

Выбор режущего инструмента и оборудования.

  Режимы резания при долблении рассчитываются аналогично токарным работам, но при введении коэффициента Ку=0,6, учитывающего ударную нагрузку.

Обработку ведем на долбежном  станке 7А420 :

1.Долбить шпоночный паз в размер 10А3 ×41,0 мм.

Выбор инструмента : долбежный резец ГОСТ 10046-72 с пластинкой твердого сплава Т5К10.

Глубина резания: мм,

         Подача при наружном чистовом долблении  резцами с пластинами из твердого сплава: SТ=0,3 мм/дв.х.

Подачу корректируем коэффициентом Kls = 1,0 в зависимости от вылета резца и коэффициентом K φs =1,0  в зависимости от главного угла в плане.

мм/об

Период стойкости резца: Т=90 мин.

Скорость резания при долблении вычислять из возможной мощности привода главного движения станка по формуле:

 v- скорость резания, м/мин

Nстанка- мощность станка по паспорту, кВт

η- КПД станка по паспорту

δ- коэффициент понижения мощности при возможном износе станка δ=0.85

Cp- постоянная, влияющая на силу резания Pz при заданных условиях обработки

Т- расчетная стойкость резца, мин

t- глубина резания, мм

s- подача продольная, мм/об

x,y,n- коэффициенты, зависящие от условий обработки

К φv – поправочный коэффициент на скорость, зависящий от главного угла в плане

Кзаг- поправочный коэффициент на скорость, зависящий от качества заготовки

Кинст- поправочный коэффициент на скорость, зависящий от материала режущего инструмента

КматV- поправочный коэффициент на скорость, зависящий от отклонений механических свойств обрабатываемого материала

Kφp, Kγp, Kλp, Krp-коэффициенты, учитывающие влияние геометрических параметров режущей части инструмента на силу резания

КматP- поправочный коэффициент на силу резания, зависящий от отклонений механических свойств обрабатываемого материала

  (табл. 1, стр. 262 [2])

        где ;  (табл. 2, [1]);   (табл. 2, [2]).

(табл. 5, [1]);  (табл. 6, [1]).

Скорость резания: м/мин

    Определим число двойных ходов в минуту по формуле:


Корректируем по паспорту станка и принимаем
где  – скорость резания, ;

 
– длина хода резца, мм.

Тогда действительная скорость резания будет равна:


Мощность, затрачиваемая нарезание, определяется по формуле :


 

Сила резания.

         (стр. 271, [2]);

   – поправочный коэффициент, учитывающий фактические условия резания.

;

  (табл.23, [2]);        (табл.23, [2]);        (табл.23, [2]);

  (табл. 9, [2]);         где  (табл. 9, [2]).

 Постоянную  и показатели степени x, y, n принимаем по табл. 22 [2]:

; ; ; ;

.

         Мощность резания.

.

Выбранные режимы резания проверяем по условию:

Npез. < Nшп.      Nшп = Nэл.×ƞ; кВт. где ƞ – 0,75 - к.п.д. электродвигателя станка

Мощность электродвигателя Nэл станка 7А420 – 4,5 кВт (по паспорту станка)

Nшп = 4,5× 0,75 = 3,37 кВт;   т.к.      0,2  ≤ 3,37  следовательно обработка возможна.

Время обработки пазов при долблении вычисляется по формуле

,

где

L = 41,0 мм – длина паза;

- рекомендуемая величина врезания;

- рекомендуемая величина перебега;

s = 0,3 мм/дв.ход – подача ;

i = 4.0 – число проходов.

Тогда, время обработки пазов при долблении

Определение штучного времени.

Штучное время, затрачиваемое на данную операцию, определяется как

Тшт = То + Твсп + Тобс + Тотд

Вспомогательное время Твсп, затрачиваемое на установку и cнятие детали, определяем по таблице. Принимаем способ установки детали при длине 800 мм - на столе с выверкой средней сложности; при массе детали до 10 кг - время на установку и снятие заготовки равно 1,8 мин. Вспомогательное время на рабочий ход (принимаем для обработки плоскостей с одной пробной стружкой  - 0,7 мин. Вpемя на измеpение заготовки с помощью штангенциркуля по ширине и толщине заготовки (высоте от стола) - размеры до 100 мм с точностью до 0,1 мм, принимаем равным 0,13 мин.

Твсп = 1,8 + 0,7 + 0,13 = 2,63 мин.

Тогда оперативное время

Tоп = То + Твсп = 3,9 + 2,63 = 6,53 мин.

Время на обслуживание pабочего места и вpемя на отдых принимаем в процентах от оперативного времени:

Тотд + Тобс = 10 % • Tоп = 0,1 • 6,53 = 0,653 мин ;

Штучное время, затрачиваемое на данную операцию,

Тшт = То + Твсп + Тобс + Тотд  =3,9 + 2,63+0,653 = 7,2 мин.

Окончательно устанавливаем тип производства по коэффициенту серийности Ксер после определения штучного времени:

      

где Fd - действительный годовой фонд работы оборудования при одной смене,ч;

m - число рабочих смен в сутки;

N- годовая программа, шт;

tШТ - штучное время изготовления, мин.

         Таблица 6

Значение Ксер

Тип производства

<2

Массовое

2...10

Крупносерийное

11...20

Среднесерийное

21...40

Мелкосерийное

>40

Единичное

Согласно рекомендациям  таблицы 6  Ксер = 2…10 соответствует крупносерийному типу производства.


8. Составление маршрутно-технологической карты

Карта (табл.7) содержит эскиз детали, возможные дефекты детали,
выбранный способ восстановления заданного дефекта, перечь всех операций,
переходов, установов в технологической последовательности с указанием
соответствующих данных по оборудованию, приспособлениям, инструменту,
норме времени, разряду работы.

 

 


Эскиз детали

Материал детали,
технические условия

Дефекты детали

Выбранный способ восстановления,
технические условия

Сталь 20

ГОСТ1050-88

Износ шпоночного паза по ширине

Ручная сварка и наплавка электродуговая

Наименование
операции

оборудо
вание

приспосо
бление

Инструмент

Нормы времени

Разряд
работы

Расценка

режущий

Измери

тельный

tO

tВСП

tШТ

005 Наплавочная

010 Долбежная

020 Контроль

Сварочный выпрямитель ВСС-120-4

7А420

Верстак

Сварочный пост, прихваты

Поворотный стод, приспособление

Электрододержатель для ручной дуговой сварки: пассатижный

(ЭД-3104У1)

Резец долбежный Т5К10

ШЦЦ-I-100-0,01

ШЦЦ-I-100-0,01

ШЦЦ-I-100-0,01

7,8

3,9

0,13

2,3

2,63

12,6

7,2

3

4

5

7,60

8,52

8,23


9. Расчет экономической эффективности восстановления детали

Эффективность восстановления деталей определяется системой
показателей: годовой экономический эффект, срок окупаемости капитальных
вложений, коэффициент эффективности капитальных вложений снижение
расхода металла.

Эффективность восстановления деталей оценивается путем
сопоставления показателей эталона - базового варианта (БТ) и способа
восстановления, выбранного в данной работе (НТ).

В качестве БТ принимается способ восстановления с большим С2 (см. п.З).

Годовой экономический эффект, руб.,

 

где Збт, ЗНТ - приведенные затраты по базовому и новому варианту, руб.;

АНТ - годовая программа восстановления по новому варианту
(принимается из табл. 1);

 

CBz - себестоимость восстановления одной детали, руб.;

Ен - нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений

Принимается равным Ен = 0,15;

Куд - удельные капитальные вложения, руб./деталь;

где К - капитальные вложения (в данном расчете это затраты на
оборудование, его транспортирование и монтаж), руб.;

К= КМ Ц;

Ц - оптовая цена единицы оборудования;

Км - коэффициент, учитывающий затраты на транспортирование и монтаж,
принимается равным 1,07.

КБТ= 1,07×74000=79180 руб 

КНТ= 1,07×79000=84530 руб 

Годовой экономический эффект, руб.,

 

Срок окупаемости капитальных вложений в годах при условии Кнт < КБТ
рассчитывается по формуле

 

где C/ вz, C// вz - себестоимость восстановления одной детали соответственно
базовым (БТ) и новым (НТ) способом.

Коэффициент эффективности капитальных вложений

При Е = 100,0 > Ен = 0,15 капитальные вложения используются эффективно.

Снижение расхода металла, %,

 

где Мбт, Мнт — соответственно расход металла для вариантов БТ и НТ, кг.


Список использованных источников

1. Горбацевич А.Ф. Курсовое проектирование по технологии машиностроения. Минск Высшая школа 1983 г.

2. Справочник - технолога машиностроителя под ред. А.Н. Малова, - М. Машиностроение 1972 г.

3. Справочник технолога машиностроителя под ред. А.Г. Косиловой, Р.К. Мещерякова - М. Машиностроение 1972 г. I том.

4. Режимы резания металлов. Справочник под ред. Ю.В. Барановского - М. Машиностроение 1972 г.

5. Общемашиностроительные нормативы времени вспомогательного, на обслуживание рабочего места и подготовительно-заключительного для технического нормирования станочных работ (серийное производство) г. Москва.

6. Обработка металлов резанием. Справочник технолога. Москва Машиностроение 1988 г.

7.     Глизманенко Д.Л. "Сварка и резка металлов", Высшая школа, 1974г.

8. Баранов М.С. "Технология производства сварных конструкций", Машиностроение, 1966г.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

11571. Определение показателя адиабаты методом Клемана и Дезорма 213.5 KB
  Лабораторная работа № 3 Определение показателя адиабаты методом Клемана и Дезорма Оборудование: стеклянный баллон поршневой насос жидкостный манометр сосуд для сбора спирта секундомер. Общие представления Отношение молярных теплоемкостей газа при пос
11572. Изучение кривой равновесия жидкости и её насыщенного пара 155.5 KB
  Лабораторная работа № 4 Изучение кривой равновесия жидкости и её насыщенного пара Оборудование: круглодонная колба с термометром; откачиваемая магистраль включающая рубашку охлаждения и балластные баллоны; мембранный манометр; насос Комовского; электроплитка н...
11573. Измерение коэффициента вязкости жидкости методом Стокса 146.5 KB
  Лабораторная работа № 5 Измерение коэффициента вязкости жидкости методом Стокса Оборудование: Стеклянные цилиндрические сосуды с исследуемой жидкостью мелкие шарики измерительный микроскоп аналитические весы пикнометр секундомер масштабная линейка. ...
11574. Изучение температурной зависимости коэффициента вязкости жидкости с помощью капиллярного вискозиметра 101 KB
  Лабораторная работа № 6 Изучение температурной зависимости коэффициента вязкости жидкости с помощью капиллярного вискозиметра Оборудование: капиллярный вискозиметр аспиратор стеклянный термостатирующий сосуд электродвигатель с мешалкой термометр электро
11575. Определение коэффициента поверхностного натяжения жидкости методом отрыва кольца 94.5 KB
  Лабораторная работа № 7 Определение коэффициента поверхностного натяжения жидкости методом отрыва кольца Оборудование: лабораторные весы тонкое алюминиевое кольцо на трифилярной подвеске станина с вертикально перемещаемым столиком и часовым индикатором пере...
11576. Изучение шифраторов, дешифраторов и преобразователей кодов 211.32 KB
  Изучение шифраторов дешифраторов и преобразователей кодов Цель работы. Изучить назначение принципы построения и структуры шифраторов дешифраторов и преобразователей кодов. 1 Краткие сведения из теории Дешифратором декодером называется устройство рас...
11577. Минимизация функций алгебры логики и построение дискретных схем с использованием логического конвертера программы электронная лаборатория 224.91 KB
  Минимизация функций алгебры логики и построение дискретных схем с использованием логического конвертера программы электронная лаборатория Цель работы. Научиться минимизировать функции алгебры логики ФАЛ получать совершенную дизъюнктивную нормальную форму С
11578. Создание модели данных с помощью Allfusion ERwin Data Modeler 93.57 KB
  Лабораторная работа 4 по дисциплине: Проектирование и архитектура программного проектирования На тему: Создание модели данных с помощью Allfusion ERwin Data Modeler Цель работы: Знакомство с CASEсистемой Allfusion ERWin Data Modeler изучение основных принципов построения логической
11579. Создание логической модели данных с помощью Allfusion ERwin Data Modeler 106.68 KB
  Лабораторная работа 5 по дисциплине: Проектирование и архитектура программного проектирования На тему: Создание логической модели данных с помощью Allfusion ERwin Data Modeler Цель работы: Развитие логической модели. Ход работы: Как было указано выше связи определяют