Методика выбора способа изготовления отливки с помощью весовых коэффициентов
Стоимость механической обработки
,
где П – начисления на зарплату в процентах.
1. Поковка
1.1 Счерн.=24,87·2,39·(1+0,12)=67 руб.
1.2 Сп/ч=24,87·1,41·(1+0,12)=39,3 руб.
1.3 Счист.= 24,87·2,39·(1+0,12)=67 руб.
1.4 Сшл.=30,71·0,84·1,12=29 руб.
С1=67+39,3+67+29+25521=25723,3 руб.
2. Штамповка
2.1 Счерн.24,87·2,14·1,12=59,61 руб.
2.2 Счист.= 24,87·2,09·1,12= 58,2 руб.
2.3 Сшл.=30,71·0,84·1,12=29 руб.
С2=59,61+58,2+29+25169=25315,81 руб.
3. Поперечно-клиновой прокат
3.1 Счист.=24,87·2,1·1,12=59,6 руб.
3.2Сшл.=30,71·0,84·1,12=29 руб.
С3=59,6+29+22355=22414,63 руб.
4. Прокат
4.1 Счерн.1=24,87·3,3·1,12=91,92 руб.
4.2 Счерн.2=24,87·3,1·1,12=86,35 руб.
4.3 Сп/ч= 24,87·3,06·1,12=85,23 руб.
4.4 Счист.= 24,87·2,95·1,12=82,17 руб.
4,5 Сшл.= 30,71·0,84·1,12=29 руб.
С4=91,92+86,35+85,23+82,17+29+24519=2489367 руб.
| Вал | Масса детали, кг | Норма расхода Вм, кг | Коэфф. использования материала Ким | Себестоимость, руб. | |||||||||
| по-ков-ка | шт. | пр. | п-к пр. | по-ков-ка | шт. | пр. | п-к пр. | по-ков-ка | шт. | пр. | п-к пр. | ||
| 1-ст. | 4,3 | 6,9 | 6,8 | 7,6 | 6,0 | 0,63 | 0,65 | 0,56 | 0,72 | ||||
| 2-ст. | 4,3 | 7,1 | 6,1 | 8,3 | 6,0 | 0,6 | 0,7 | 0,48 | 0,72 | ||||
| 3-ст | 4,3 | 7,4 | 6,3 | 12,2 | 5,38 | 0,58 | 0,68 | 0,35 | 0,8 | ||||
| 4-ст | 4,3 | 7,8 | 6,5 | 17,2 | 5,38 | 0,55 | 0,66 | 0,25 | 0,8 |
Мпок. = 0,001·6,9 (3400000 + 3400000 · 0,12) -0,001 · 2,6 · 290000 = = 25521 руб.
Мшт. = 0,001 (6,8 (3400000 + 3400000 · 0,12) - 2,5 · 2900000) =
= 25169 руб.
Мп-к.п. = 0,001 (6,0 (3400000 + 3400000 · 0,12) - 1,7 · 2900000) =
= 22355 руб.
Мпр. = 0,001 (7,6 (3400000 + 3400000 · 0,12) - 3,3 · 2900000) =
= 24519 руб.
Как видно из приведенных расчетов, для данных условий обработки наиболее выгодно получение заготовки поперечно-клиновой прокаткой.
Методика выбора способа изготовления отливки с помощью весовых коэффициентов
Точность размеров отливки зависит не только от технологии ее производства, но и от условий формирования элементов отливки в форме. По этому признаку установлено три вида размеров:
1. Размеры элементов отливки, образованных одной частью формы или одним стержнем.
2. Размеры элементов отливки образованных двумя полуформами, а также перпендикулярных к плоскости разъема.
3. Размеры элементов отливки, образованных тремя и более частями формы, а также толщины ребер, стенок и фланцев
По конфигурации отливки делятся на 5 групп сложности. К первой группе относятся отливки простой геометрической формы с наличием невысоких ребер, бобышек, фланцев, выступов и углублений. Наружные поверхности формируются без стержней или съемных частей. Внутренние полости неглубокие, выполняются преимущественно «болваном» или простым стержнем.
Ко второй группе относятся отливки в виде сочетания простых геометрических тел (плит, цилиндрических или открытых коробчатых форм), наружные поверхности – плоские и криволинейные при наличии ребер, бортов, бобышек, фланцев, отверстий и углублений простой конфигурации, Внутренние поверхности простые, большой протяженности или высокие. Для выполнения отдельных частей отливки применяются стержни.
К третьей группе относятся отливки простой коробчатой или другой формы. Плоские и криволинейные наружные поверхности имеют нависающие части, ребра, бобышки и фланцы с отверстиями и углублениями достаточно сложной конфигурации. Внутренние полуоткрытые полости, представляющие собой объединение нескольких простых геометрических элементов, имеют большую протяженность или высоту. В одном или двух ярусах могут быть незначительные углубления и выступы.
К четвертой группе относятся отливки закрытой коробчатой и частично открытой коробчатой и цилиндрической формы. Наружные поверхности аналогичные отливкам третьей группы. Многие части выполняются с помощью стержней. Внутренние элементы имеют сложную конфигурацию со значительными выступами и углублениями, расположены в один-два яруса и имеют один-два свободных выхода.
К пятой группе относятся отливки закрытой коробчатой формы. Наружные поверхности имеют сложную конфигурацию с примыкающими и пересекающимися конструктивными элементами. В процессе изготовления применяются стержни. Внутренние полости имеют сложную конфигурацию с криволинейными поверхностями, пересекающимися под разными углами и имеющими выступы и выемки.
Ниже в таблице 2.3.1 приведены точность размеров и шероховатость поверхностей отливок. Причем, квалитеты точности, указанные в таблице, соответствуют изменению групп сложности от первой до пятой и второму виду размеров. Точность размеров первого вида на один квалитет точнее, третьего – на один квалитет грубее.
Таблица 2.2.1 Точность размеров и шероховатость поверхностей отливок []
| Способ литья | Квалитет точности, шероховатость Ra, мкм, для материалов | ||
| Легкие цветные сплавы | чугун серый | чугун ковкий, сталь | |
| Под давлением | 11…13, до 0,63 | 12…14, более 1,25 | - |
| В керамические формы и по выплавляемым моделям | 12…14, 1…2,5 | 13…15, 2,5…5 | 14…15,2,5…5 |
| В кокиль и оболочковые формы | 13…17, 2,5…5 | 14…17, 5…10 | 15…18, 10…20 |
| В песчано-глинистые формы и центробежное | 14…18, 5…10 | 15…19, 10…20 | 16…20, 10…20 |
Для выбора способа получения заготовки можно пользоваться методом весовых коэффициентов. Суть его заключается в следующем. Заготовка обладает рядом признаков, отражающих ее форму, габаритные размеры, сложность и параметры качества. Каждый критерий имеет несколько уровней значений. Каждому уровню критерия выбора и типу производства соответствует ряд весовых коэффициентов, значения которых зависят от способа изготовления заготовки. В таблице 2.2.2 приведены значения весовых коэффициентов для различных способов получения литых заготовок.
Таблица 2.2.2 Весовые коэффициенты для выбора способа изготовления отливок
| Номер и наименование критерия выбора | Уровень, градация и значение критерия выбора | Способ изготовления литой заготовки | ||||||
| ЛПФ | ЛОФ | ЛВМ | ЛК | ЛПД | ПЛ | |||
| РФ | МФ | |||||||
| 1. Тип производства | 1. Мелкосерийное 2. Серийное 3. Крупносерийное | |||||||
| 2. Материал детали | 1. Сталь 2. Чугун 3. Цветные металлы | |||||||
| 3. Масса детали | 1. 50…60 2. 60…120 3. 120…320 4. 320…600 | |||||||
| 4. Группа сложности отливки | 1. 1 2. 2 3. 3 4. 4 5. 5 | |||||||
| 5. Ra поверхности заготовки, мкм | 1. 0,63…1 2. 1,6…3,2 3. 6,3…12 4. 12,5…20 | |||||||
| 6. Форма детали | 1. Тела вращения 2. Корпусные 3. Рычаги 4. Фасонные | |||||||
| 7. Максимальные габаритные размеры, мм | 1. До 25 2. 25…50 3. 50…120 4. 120…400 5. 400…1600 | |||||||
| 8. Квалитет точности размеров | 1. 11…13 2. 13…15 3. 15…17 4. 17…20 |
Примечание: ЛПФ – литье в песчано-глинистые формы РФ – ручная формовка МФ – машинная формовка ЛОФ – литье в оболочковые формы ЛВМ – литье по выплавляемым моделям ЛК – литье в кокиль ЛПД – литье под давлением ЦЛ – центробежное литье.
Пример. Допустим, что по чертежу детали , заготовку которой необходимо получить литьем, определены следующие критерии выбора []: 1. Тип производства - крупносерийное 2. Материал - силумин 3. Масса детали – 6 кг 4. Группа сложности - третья 5. Параметр шероховатости исходных поверхностей – Ra=0,8 мкм 6. Форма детали - корпусная 7. Максимальный габаритный размер – 240 мм 8. Квалитет точности размеров, связывающих исходные поверхности – IT12.
Значения весовых коэффициентов определяем для каждого критерия по таблице 2.2.2 , заносим их в таблицу 2.2.3 и суммируем их по столбцам, соответствующим различным способам получения отливки. Выбирается тот способ, сумма весовых коэффициентов которого наибольшая. В нашем случае это будет литье под давлением.
Таблица 2.2.3 Значения весовых коэффициентов для данной детали
| Номер критерия по табл. 2.2.2 | Уровень критерия | Способ литья | |||||||
| ЛПФ | ЛОФ | ЛВМ | ЛК | ЛПД | ЦЛ | ||||
| РФ | МФ | ||||||||
| Сумма |
Может оказаться, что два или более способов получения заготовки наберут одинаковую сумму баллов. В таком случае выбирается тот, который обеспечивает минимум затрат на изготовление заготовки и ее механическую обработку. Затраты на заготовку можно определить по следующей эмпирической формуле:
где A – коэффициент, зависящий от материала заготовки и способа ее получения m – масса детали, кг A1 – коэффициент, учитывающий группу сложности заготовки Nг – годовая программа выпуска, шт. Kточ – коэффициент, учитывающий квалитет точности заготовки – коэффициент , учитывающий дополнительный расход материала на заготовку a1 и a3 – показатели степени a2 – показатель степени, равный номеру группы сложности заготовки.
Для литых заготовок из черных сплавов =1. Коэффициент
Kточ - зависит от квалитета точности заготовки IT и определяется из соотношения
IT ……..17…20 15…16 13…14
Kточ …….. 1 1,05 1,13
Значения других параметров, входящих в формулу, приведены в таблице 2.2.4.
Затраты на механическую обработку можно определить по следующей эмпирической формуле:
где B –коэффициент, зависящий от материала заготовки и способа ее получения B1 – коэффициент, учитывающий группу сложности заготовки b1 и b2 – показатели степени. Для литых заготовок из черных металлов указанные параметры приведены ниже.
| Материал | B | b1 | B1 | b2 |
| Чугун | 3.185 | 0.523 | 1.284 | -0.197 |
| Сталь углеродистая | 5.469 | 0.511 | 1.294 | -0.227 |
Из двух или более конкурирующих способов с одинаковой суммой весовых коэффициентов выбирается тот, для которого сумма Cз и Cм.о. будет наименьшей.
Примечание: полученные по формулам значения Cз и Cм.о. соответствуют уровню цен 1990 г.