m =1 смена – число рабочих смен в сутках.

Определим тип производства по коэффициенту серийности.

Среднее штучное время операций по базовому варианту Тштср=5,1 минут. По базовому варианту:

Вывод. Так как расчетный коэффициент kc находится в диапазоне от 10 до 20, это позволяет сделать вывод, что производство среднесерийное.

Количество изделий:

Где tx =10 дней – число дней, в течении которого хранится запас;

Фдр=250 дней – число рабочих дней в году.

Принимаем n д =87 штук.

Число запусков в месяц:

font-size:14.0pt; font-family:" times new roman>Принимаем i =3 запуска.

Уточнение количества деталей:

font-size:14.0pt; font-family:" times new roman>Принимаем n д =61 штука.

2.Разработка технологического процесса механической обработки корпуса.

2.1.Служебное назначение детали.

Деталь «Корпус» является базовой деталью. Базовая деталь определяет положение всех деталей в сборочной единице. Корпус имеет достаточно сложную форму с окнами для ввода инструмента и собираемых деталей вовнутрь. Корпус не имеет поверхностей, обеспечивающих его устойчивое положение при отсутствии сборки. Поэтому при осуществлении сборки необходимо применение специального приспособления. Конструкция заслонки поворотной не позволяет осуществлять сборку при неизменном положении базовой детали.

Деталь работает в условиях высокого давления: давление рабочее, МПа(кгс/см2) – ≤4,1(41,0); температура рабочая, 0С – ≤300. Выбранный конструкторский материал – Сталь 20 ГОСТ1050-88, соответствует предъявленным требованиям к точности детали и ее коррозионной стойкости.

2.2.Анализ технологичности конструкции детали.

2.2.1.Анализ технологических требований и норм точности и их соответствие служебному назначению.

На корпус конструктором назначен ряд технических требований, в том числе:

1.Допуск соосности отверстий Ø52Н11 и Ø26Н6 относительно общей оси Ø0,1мм. Смещение осей отверстий по ГОСТ. Данные требования обеспечивают нормальные условия работы, минимальный износ и соответственно номинальный ресурс работы уплотненных колец. Целесообразно обрабатывать эти поверхности от одних технологических баз.

2.Резьба метрическая по ГОСТ с полем допуска 6Н по ГОСТ. Эти требования определяют стандартные параметры резьбы.

3.Допуск симметричности оси отверстия Ø98Н11 относительно общей плоскости симметрии отверстий Ø52Н11 и Ø26Н8 Ø0,1мм. Данные требования обеспечивают нормальные условия работы, минимальный износ и соответственно номинальный ресурс работы уплотненных колец. Целесообразно обрабатывать эти поверхности от одних технологических баз.

4.Позиционный допуск четырех отверстий М12 Ø0,1мм (допуск зависимый). Резьба метрическая по ГОСТ. Эти требования определяют стандартные параметры резьбы.

5.Неуказанные предельные отклонения размеров Н14, h 14, ± I Т14/2. Такие допуски назначены на свободные поверхности и соответствуют их функциональному назначению.

6.Гидроиспытания на прочность и плотность материала выполнять давлением Рпр.=5,13МПа(51,3кгс/см2). Время выдержки не менее 10 минут. Испытания необходимы для проверки плоплотности прокладочных и сальниковых уплотнений.

7.Маркировать:марку стали, номер плавки.

Назначение норм точности на отдельные поверхности детали и их взаимное расположение связанно с функциональным назначением поверхностей и с условиями, в которых они работают. Дадим классификацию поверхностей детали.

Исполнительные поверхности – отсутствуют.

Основные конструкторские базы:

Поверхность 22. Лишает четырех степеней свободы (двойная направляющая явная база). Точность по 11 квалитету, шероховатость R а 20мкм.

Поверхность 1. Лишает деталь одной степени свободы (опорная база). Точность по 8 квалитету, шероховатость R а 10мкм.

Схема базирования не полная, оставшаяся степень свободы – вращение вокруг собственной оси (не требуется лишения этой степени свободы базированием с точки зрения выполнения служебного назначения).

Вспомогательные конструкторские базы:

Поверхность 15. Резьбовая поверхность, отвечающая за базирование шпилек. Конструкторская вспомогательная двойная направляющая явная база. Точность резьбы 6Н, шероховатость R а 20мкм.

Поверхность 12 определяет положение втулки в осевом направлении и является установочной базой. Точность по 11 квалитету, шероховатость R а 10мкм.

Поверхность 9 отвечает за точность базирования втулки в радиальном направлении – конструкторская вспомогательная двойная опорная неявная база. Точность по 8 квалитету, R а 5мкм.

Рисунок 1. Нумерация поверхностей детали «Корпус»

Рисунок 2. Теоретическая схема базирования детали в конструкции.

Остальные поверхности свободные, поэтому на них назначена точность по 14 квалитету, R а 20мкм.

Анализ технологических требований и норм точности показал, что размерное описание детали полное и достаточное, соответствует назначению и условиям работы отдельных поверхностей.

2.2.2.Анализ конструкторской формы корпуса.

Деталь «Корпус» относится к корпусным деталям. Деталь обладает достаточной жесткостью. Деталь симметрична.

Масса детали – 11,3кг. Размеры детали – диаметр Ø120, длина 250мм, высота 160мм. Масса и размеры не позволяют перемещать ее от одного рабочего места к другому, переустанавливать его без применения грузоподъемных механизмов. Жесткость детали позволяет применять достаточно интенсивные режимы резания.

Материал детали Сталь 20 ГОСТ1050-88 – сталь, обладающая достаточно хорошими пластическими свойствами, следовательно, метод получения заготовки – либо штамповка, либо прокат. Причем, учитывая конструктивные особенности детали (перепад наружных диаметров 200-130мм), наиболее целесообразным является штамповка. Такой метод получения заготовки обеспечивает отход минимального объема металла в стружки и минимальную трудоемкость механической обработки детали.

Конструкция корпуса достаточно простая с точки зрения механической обработки. Форма детали формируется в основном из поверхностей простой формы (унифицированных) – плоских торцевых и цилиндрических поверхностей, восьми резьбовых отверстий М12-6Н, фасок. Практически все поверхности могут обрабатываться стандартным инструментом.

В детали присутствуют не обработанные поверхности. Прерывистые обрабатываемые поверхности отсутствуют. Обработанные поверхности четко разграничены друг от друга. Наружные диаметры убывают в одну сторону, диаметры отверстий убывают от середины к концам детали. Цилиндрические поверхности позволяют обрабатывать на проход, работа инструмента – на проход Ø98Н11 и Ø26Н8, и в упор Ø10,2 глубиной 22мм.

В конструкции достаточно большое число отверстий: ступенчатое центральное отверстие Ø52Н11, Ø32, Ø26Н8, резьбовое нецентральные отверстия М12. Что требует неоднократной переустановки заготовки в процессе обработки. Условия отвода стружки нормальные. При обработке осевым инструментом поверхность входа перпендикулярна оси инструмента. Условия врезания инструмента нормальные. Режим работы инструмента безударный.

Конструкция детали обеспечивает возможность обработки комплектами инструментов ряда поверхностей. Сократить количество обрабатываемых поверхностей не представляется возможным, так как точность и шероховатость ряда поверхностей детали невозможно обеспечить на этапе получения заготовки.

В детали нет единой технологической базы. При обработке потребуется переустановка для сверления отверстия М12, а также контроля соосности потребуется применение специальных приспособлений для базирования и закрепления детали. Специального оборудования для изготовления корпуса не требуется.

Таким образом, конструктивная форма детали в целом является технологичной.

2.2.3.Анализ размерного описания детали.

Конструкторской размерной базой детали является ее ось, от которой заданы все диаметральные размеры. Это позволит при применении оси в качестве технической базы обеспечить принцип совмещения баз. Это может быть реализовано при токарной обработке с применением само центрирующих приспособлений. Такая технологическая база может быть реализована наружными цилиндрическими поверхностями достаточной длины или отверстием, цилиндрической длины Ø108 и отверстием Ø90Н11 длина 250мм. В осевом направлении в размерном описании конструктором применен координатный метод задания размеров, что обеспечивает выполнение принципа совмещения баз при обработке. Для поверхностей, обрабатываемых размерным инструментом, размеры соответствуют стандартному размеру инструмента – восьми резьбовых отверстия М12.

Анализируя полноту размерного описания детали и ее служебное назначение, необходимо отметить, что оно является полным и достаточным. Точность и шероховатость соответствует назначению и условиями работы отдельных поверхностей.

Общий вывод. Анализ технологичности детали «Корпус» показал, что деталь в целом технологична.

2.3.Анализ базового технологического процесса обработки корпуса.

Базовый технологический процесс включает в себя 25 операций, в том числе:

Операции базового технологического процесса выполняются на универсальном оборудовании, с применением стандартного инструмента и оснастки, с переустановкой и сменой баз, что снижает точность обработки. В целом технологический процесс соответствует типу производства, однако можно отметить следующие недостатки:

Основным условием эффективности производственной системы является ритмичность отгрузки продукции в соответствии с потребностью заказчика. В данном контексте основным мерилом ритмичности является время такта (отношение доступного времени к установленной потребности заказчика в продукции). В соответствии с тактом происходит последовательное перемещение заготовок с процесса на процесс, а на выходе появляется готовое изделие (либо партия). Если с расчетом доступного времени больших сложностей не возникает, то с определением количества запланированных изделий ситуация не однозначна.

В современных производственных условиях крайне сложно встретить монономенклатурное предприятие, которое бы производило всего лишь одно наименование продукции. Так или иначе, мы имеем дело с выпуском какой-либо номенклатуры изделий, которые могут быть как однотипными, так и совершенно различными. И в этом случае простой пересчет количества изделий для определения объема производства не приемлем, так как изделия разного вида не могут смешиваться и учитываться в рамках общего количества.

В некоторых случаях для облегчения учета и понимания общей динамики производительности предприятия используют некие качественные показатели, которые в той или иной мере присущи производимым продуктам. Так, например, готовые изделия могут учитывать в тоннах, квадратных, кубических и погонных метрах, в литрах и т.д. При этом план выпуска в этом случае задается в этих показателях, что с одной стороны, позволяет устанавливать конкретные, оцифрованные показатели, а, с другой стороны, теряется связь между производством и потребностью заказчика, который желает получить к определенному сроку продукцию согласно номенклатуре. И зачастую возникает парадоксальная ситуация, когда план в тоннах, метрах, литрах выполнен за отчетный период, а заказчику отгрузить нечего, так как нужных изделий нет.

Для того чтобы осуществлять учет и планирование в едином количественном показателе, при этом не теряя связь с номенклатурой заказа, целесообразно применять натуральный, условно-натуральный либо трудовой способы измерения объема выпуска.

Натуральный метод, когда выпуск подсчитывается в штуках выпускаемой продукции, применим в ограниченных условиях производства одно вида изделий. Поэтому в большинстве случаев применяется условно-натуральный метод, суть которого сводится к приведению всего многообразия однотипных изделий к некоторой условной единице. В роли качественного показателя, по которому будут соотноситься изделия, может выступать, например, жирность для сыра, теплоотдача для угля и др. Для производств, где сложно однозначно выделить качественный показатель для сравнения и учета продукции используется трудоемкость изготовления. Расчет объема производства по трудоемкости изготовления каждого вида продукции называется трудовым способом.

Сочетание трудового и условно-натурального методов измерения объема производства в соответствии с определенной номенклатурой наиболее точно отражает потребности большинства промышленных производств в учете и планировании.

Традиционно в качестве условной единицы выбирается типичный представитель (наиболее массовый) производимой продукции с наименьшей трудоемкостью. Для расчета переводного коэффициента (k у.е.i ) соотносятся технологически трудоемкости i -го изделия номенклатуры и того изделия, которое принято в качестве условного:

k у.е.i — коэффициент перевода в условные единицы для i -го изделия;

Тр i — технологическая трудоемкость i -го изделия, нормо-час;

Тр у.е. — технологическая трудоемкость изделия принятого в качестве условной единицы.

После того как для каждого изделия определены свои коэффициенты перевода в условные единицы, необходимо определить количество для каждой из позиций номенклатуры:

ОП у.е. — объем производства условных единиц, штук;

— сумма произведений коэффициента перевода в условные единицы для i -го изделия и запланированного объема производства i -го изделия;

n — количество позиций в номенклатуре.

Для иллюстрации методики рассмотрим пример, в котором необходимо изготовить три вида изделий (см. табл. 1). При пересчете в условные единицы план выпуска составит 312,5 штук изделий А.

Таблица 1. Пример расчета

Исходя из понимания общего объема производства в планируемом периоде, уже можно производить расчет времени такта (основного показателя для синхронизации и организации производственных потоков) по известной формуле:

ВТ у.е. - время такта для условной единицы, минут (секунд, часов, дней);

ОП у.е. — объем производства условных единиц, штук.

Необходимо отметить, что непременным условием использования трудового метода является обоснованность используемых в расчетах норм, их соответствие фактическим затратам времени. К сожалению, в большинстве случаев данное условие не может быть выполнено по различным причинам, как организационного, так и технического характера. Поэтому использование именно трудового способа может давать искаженную картину динамики объема производства.

Однако, применение трудового метода в рамках расчета условной единицы измерения планового выпуска не имеет столь жесткого ограничения. Использование даже завышенных нормативных показателей, в случае если завышение носит системный характер, ни коим образом не отражается на результатах вычислений (см. табл. 2).

Таблица 2. Применимость метода при завышенных нормах

Как видно из приведенного выше примера итоговое значение объема выпуска не зависит от «качества» используемого нормативного материала. В том и другом случае объем производства в условных единицах остается неизменным.

Расчет доступного времени для выбранной номенклатуры

В дополнение к условно-натуральному методу предлагается подход к определению доступного времени для выбранной номенклатуры производимых изделий в том случае, если расчет времени такта производится не для всего объема производства. В этом случае возникает потребность выделения из общего доступного времени доли, которая будет использована для производства выбранного продукта.

Для расчета общего запланированного объема производства используется трудовой метод исчисления производительности труда, как для всего объема производства, так и для той номенклатуры, время такта которой в дальнейшем предполагается установить:

ОП тр — объем производства в трудовом измерении, нормо-час (человеко-час);

Тр i — нормативная трудоемкость i -го изделия, нормо-часов (человеко-часов);

ОП i — план выпуска i -го изделия;

k в.н. i — коэффициент выполнения норм.

Важным является то, что в данном случае используется коэффициент выполнения норм с целью обеспечения соответствия расчетных данных реальным возможностям производства. Данный коэффициент может исчисляться как по каждому виду изделий, так и для всего объема производства.

ДВ i — доступное время для i -го изделия;

ОП тр i — объем производства i -го изделия в трудовом измерении, нормо-час (человеко-час);

ДВ — общее доступное время, мин. (час., дней).

Для проверки общее доступное время складывается из расчетных долей для каждой номенклатуры, определенных планом производства:

Таблица 3. Пример расчета доступного времени

ОП 1 = 100 × 2,5 × 1,1 + 150 × 2 × 1,1 + 200 × 1,5 × 1,1 = 935 нормо-час

ОП 2 = 75 × 3 × 1,1 + 125 × 2,2 × 1,1 = 548 нормо-час

час.

час.

В итоге, рассчитаем время такта для Номенклатуры 1, в качестве условной единицы примем Изделие 1.3.:

шт.

Данные подходы к расчету основных производственных показателей дают возможность достаточно оперативно и близко к реальности произвести основные вычисления по определению целевого времени такта. И в тех случаях, когда присутствует обширная номенклатура типовых изделий, указанные методы дают возможность балансировать и синхронизировать производство на основе существующих данных о времени цикла каждого из процесса и установленного потребительским спросом времени такта.

Расчет такта выпуска. Определение типа производства. Характеристика заданного типа производства

Зависимость типа производства от объёма выпуска деталей приведена в таблице 1.1.

При массе детали 1,5кг и N=10000 деталей выбирается среднесерийное производство.

Таблица 1.1- Характеристика типа производства

Серийное производство характеризуется ограниченной номенклатурой выпускаемых деталей, изготовляемых периодически повторяющимися партиями и сравнительно небольшим объёмом выпуска, чем в единичном производстве.

Основные технологические признаки серийного производства:

1. Закрепление за каждым рабочим местом нескольких операций;

2. Применение универсального оборудования, специальных станков для отдельных операций;

3. Расстановка оборудования по технологическому процессу, типу детали или группам станков.

4. Широкое применение спец. Приспособлений и инструмента.

5. Соблюдение принципа взаимозаменяемости.

6. Средняя квалификация рабочих.

Величина такта выпуска рассчитывается по формуле:

где F д - действительный годовой фонд времени работы оборудования, ч/см;

N - годовая программа выпуска деталей, N=10 000 шт

Далее необходимо определить действительный фонд времени. При определении фонда времени работы оборудования и рабочих принято следующие исходные данные на 2014 год при 40 часовой рабочей неделе, Fд=1962 ч/см.

Тогда по формуле (1.1)

Тип производства зависит от двух факторов, а именно: от заданной программы и от трудоёмкости изготовления изделия. На основании заданной программы рассчитывается такт выпуска изделия t В, а трудоёмкость определяется средним штучным (штучно-калькуляционным) временем Т ШТ по операциям действующего на производстве или аналогичного технологического процесса.

В серийном производстве количество деталей в партии определяется по следующей формуле:

где а - число дней, на которое необходимо иметь запас деталей, на=1;

F - число рабочих дней в году, F=253 дня.

Анализ требований к точности и шероховатости обрабатываемых поверхностей детали и описание принятых методов их обеспечения

Деталь "Вал промежуточный" имеет невысокие требования по точности и шероховатости обрабатываемых поверхностей. Многие поверхности обрабатываются по четырнадцатому квалитету точности.

Деталь является технологичной, так как:

1. Ко всем поверхностям обеспечивается свободный доступ инструмента.

2. Деталь имеет небольшое число точных размеров.

3. Заготовка максимально приближена к форме и размерам готовой детали.

4. Допускается применение высокопроизводительных режимов обработки.

5. Очень точных размеров нет, кроме: 6P9, 35k6, 30k6, 25k6, 20k6.

Деталь можно получить штамповкой, поэтому конфигурация наружного контура не вызывает трудностей при получении заготовки.

С точки зрения механической обработки деталь можно описать следующим образом. Конструкция детали допускает ее обработку на проход, ни что не мешает данному виду обработки. Имеется свободный доступ инструмента к обрабатываемым поверхностям. Деталь предусматривает возможность обработки на станках с ЧПУ, также и на универсальных станках, не представляет трудностей при базировании, что обусловлено наличием плоскостeй и цилиндрических поверхностей.

Делается вывод, что с точки зрения точности и чистоты обрабатываемых поверхностей данной детали в основном не представляет значительных технологических трудностей.

Также для определения технологичности детали используют

1. Коэффициент точности, КТ

где К ТЧ - коэффициент точности;

Т СР - средний квалитет точности поверхностей детали.

где Т i - квалитет точности;

n i - число поверхностей детали с данным квалитетом (таблица 1.2)

Таблица 1.2- Число поверхностей детали "Вал промежуточный" с данным квалитетом

Таким образом

2. Коэффициент шероховатости, КШ

где К Ш - коэффициент шероховатости,

Ra СР - средняя шероховатость.

где Ra i - параметр шероховатости поверхности детали;

m i - число поверхностей детали с одинаковым параметром шероховатости (таблица 1.3).

Таблица 1.3 - Число поверхностей детали "Вал промежуточный" с данным классом шероховатости

Таким образом

Коэффициенты сравниваются с единицей. Чем ближе значения коэффициентов к единице, тем деталь технологичнее. Из вышеперечисленного можно сделать вывод, что деталь достаточно технологична.

Тип производства:

Объем выпуска продукции - количество изделий определенных наименований и типоразмеров, изготовленных или ремонтируемых предприятием в течение планируемого интервала времени.

Программа выпуска - перечень изделий, изготовленных на предприятии, с указанием объема выпуска по каждому наименованию в течение календарного периода.

Под тактом выпуска изделий понимается промежуток времени между выпуском двух следующих одна за другой машин, деталей или заготовок.

То есть такт выпуска - это отрезок времени, необходимый для изготовления одной детали при 100% выполнении программы выпуска. При проектировании технологических процессов величина такта выпуска определяется по формуле:

Действительный годовой фонд работы оборудования, час;

m - число рабочих смен;

N - годовая программа выпуска изделий, шт.

Определение коэффициента.

Коэффициент серийности показывает количество различных операций, закрепленных за одним станком, и рассчитывается по формуле:

Такт выпуска изделий, мин;

Штучное время по операциям, мин.

Критерием серийности служит коэффициент закрепления операций () - отношение числа всех технологических операций, выполняемых или подлежащих выполнению в течение месяца к числу рабочих мест.

Различают три основных типа производства: единичное, серийное и массовое. Для мелкосерийного производства характерны значения = 21-40, для среднесерийного - 11-20, крупносерийного - 2-10.

Единичное производство характеризуется малым объемом выпуска одинаковых изделий, повторное изготовление которых, как правило, не предусматривается.

Именно такое производство характерно для предприятий технического сервиса, ремонтных мастерских и ремонтно-механических мастерских лесопромышленных предприятий.

Серийное производство характеризуется ограниченной номенклатурой изделий, изготавливаемых или ремонтируемых периодически повторяющимися партиями и сравнительно небольшим объемом выпуска. В зависимости от количества изделий в партии или серии различают мелкосерийное, среднесерийное или крупносерийное производства.

Массовое производство характеризуется большим объемом выпуска изделий, непрерывно изготавливаемых в течение продолжительного времени. На большинстве рабочих мест выполняется одна постоянно повторяющаяся операция (=1).

Сравнительная технико-экономическая характеристика типов производства представлена в табл. 4.

Таблица 4. - Сравнительная технико-экономическая характеристика типов производства:

Тип производства решающим образом влияет на эффективность использования ресурсов предприятия.

К самостоятельному типу относится опытное производство. Его цель - производство образцов, партий или серий изделий для проведения исследовательских работ, испытаний, доводки конструкции и на основе этого - разработка конструкторской и технологической документации для промышленного производства. Изделия опытного производства не являются товарной продукцией и обычно не поступают в эксплуатацию.