При обработке на заготовку действуют силы резания, объем-ные силы, а также силы второстепенного и случайного характера, предопределяя возможное смещение заготовки. По величине, направлению и месту приложения силы резания являются переменными факторами. При неустановившемся режиме (врезании инструмента) сила резания возрастает от нуля до максимума и умень-шается от максимума до нуля (сход инструмента). При установив-шемся режиме она также не постоянна и изменяется в определен-ных пределах. Амплитуда колебаний силы резания в этом случае достигает 0,1 ее номинальной величины. Точка приложения силы резания в процессе обработки непрерывно перемещается по обрабатываемой поверхности, поэтому сила резания имеет не ста-тический, а динамический характер. При обработке прерывистых поверхностей динамичность резания еще более возрастает.

Зажимные устройства должны быть надежными в работе, просты по конструкции и удобны в обслуживании; не должны деформировать закрепляемые заготовки и портить поверхности; закрепление и открепление заготовок должно быть с минимальной затратой сил и времени; они должны обеспечивать равномерный зажим заготовок, особенно в многоместных приспособлениях; зажимные устройства не должны сдвигать заготовку при ее закреплении и по возможности воспринимать силы резания. Последним следует противопоставлять жесткие установочные элементы приспособления. Место приложения сил закрепления выбирают по условию наибольшей жесткости и устойчивости крепления и минимальной деформации заготовки. Для повышения точности обработки предпочтительны устройства, обеспечивающие постоянную силу закрепления.

Погрешность установки детали при окончательной обработке наружной поверхности поршня.

Поршень устанавливается технологическими отверстиями на два пальца приспособления, один из которых срезанный, и поджимается через центровое отверстие к внутреннему торцу днища.

Погрешность базирования Д - смещение заготовки от ее среднего положения в направлении, перпендикулярном к оси цилиндрического пальца, рассчитывается по формуле:

Д = д₁ /2 + д₂ /2 + д₃/2 , (2.1.)

где д₁ - допуск на диаметр базового отверстия;

д₂ - допуск на диаметр пальца приспособления;

д₃ - допуск на износ пальца.

Д = 0,05/2 + 0,002 /2 + 0,004/2 = 0,028 мм.



3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ УЧАСТКА

3.1 Определение потребного количества оборудования и рабочих

Количество станков на участке, необходимых для обработки детали по заданной программе, определяют:

- по данным технологического процесса;

- по техноко-экономическим показателям.

(3.1.)

где T_{шт i} -- штучное время на операцию, мин.;

N - годовая программа выпуска, шт;

Ф₀ - эффективный годовой фонд времени станка,ч;

К_ПН - коэффициент переналадки, принимаемый 0,95.

Принятое количество оборудования для каждой операции опреде-ляется путем округления С_РАСЧ в большую сторону до ближайшего цело-го. На проектируемом участке принято 15 станков.

Общее количество рабочих, участвующих в работе участка, состав-ляет:

рабочие основного технологического процесса - 13 человек;

рабочие, обслуживающие основной технологический процесс - 5 чело-век;

руководители, специалисты, служащие - 4 человека.

Всего: 22 человек.

Явочный состав производственных рабочих равен 13 человек.



3.2 Выбор межоперационного транспорта

Межоперационная транспортировка деталей с 010 по 050 операции осуществляется подвесным конвейером.

На операции 055 транспортировка деталей осуществляется с помощью тележки на 60 шт., массой 110 кг.

Транспортировка деталей на операции 070 осуществляется в таре 9НТ-18348. на тележке на расстоянии 5-7мм (тележка на 100 деталей).

3.3 Выбор средств механизации, сбора и транспортировки металлической стружки

В результате механической обработки деталей поршень образуется значительное количество стружки, которое можно определить как разность масс заготовок деталей из расчета годового выпуска. Стружка, образующаяся в процессе обработки детали, может стать причиной травмы. Переработку стружки производим в помещениях отдаленных от участка механической обработки.

Стружка, получаемая в процессе обработки, может быть сухая, за-грязненная маслом или эмульсией. На каждом станке с ЧПУ есть специальный контейнер для сбора стружки, получаемой в процессе обработки деталей. Из этих контейнеров стружка переносится в общий контейнер для сбора стружки, а затем стружка вывозится для переработки на электрических погрузчиках.

3.4 Расчет потребной площади участка

При детальном проектировании производственная станочная площадь определяется на основании планировки путем разработки плана расположения всего оборудования, рабочих мест, конвейеров и других устройств, складов.

На основании планировки уточняются принятая ширина, длина и число пролетов. Ширина пролета зависит, главным образом, от габарит-ных размеров принимаемого оборудования и средств транспорта. Рас-стояние в продольном и поперечном направлениях называют соответст-венно шириной пролетов и шагом колонн. Расстояние между осями ко-лонн в продольном и поперечном направлениях также называют сеткой колонн.

Общая площадь занята основными рабочими местами, проходами, проездами. Она определяется по следующей формуле:

(3.2.)

где С_ПР - число однотипных станков на участке;

F₁ - удельная площадь на единицу оборудования, м²;

F₂ - удельная площадь на проходы, проезды, на единицу оборудования;

n - число наименований разнотипных станков.

F_ПР = 13*(6,1+7) = 170,3 м²

Принимаем 170 м² .

Вспомогательная площадь, занятая под складские помещения, оп-ределяется:

F_ВСП ⁼ F_СКЛ + F_И.РК. + F_КОН + F_БЫТ , (3.3.)

где F_СКЛ - площадь под заготовки и готовую продукцию, 25% от производственной;

F_И.РК - площадь под инструментально-раздаточную кладовую, 0,5 м на станок;

F_КОН - площадь ОТК, принимаем 8 м на одного контролера;

F_БЫТ - площадь бытовых и конторских помещений, 1,5 м на одного работающего.

F_ВСП = 42,5+7,5+8+19,5 = 77,5 м²

Общая площадь составляет:

F _ОБЩ =F_ПР + F_ВСП= 170 + 77,5 = 247,5 м²

Объём участка:

V= F_ОБЩ * h , (3.4.)

где h - высота до нижних частей перекрытия.

V= 247,5 * 8,4 = 2079 м³

Средняя общая площадь на один станок:

(3.5.)

где n - принятое число станков.

F_СР=170/15=11,3 м²

3.5 Описание плана расположения оборудования

Расположение станков на участке механической обработки опреде-лено организационной формой производственного процесса, длиной ста-ночных участков, числом станков, видом межоперационного транспорта, способом удаления стружки и другими факторами. Вариант расположе-ния станков относительно прост. Рациональность размещения оборудо-вания сводится к размещению станков относительно транспортного сред-ства, числу рядов станков и связями между ними. Относительно транс-портного средства станки размещены продольным способом. При этом достигаются благо-приятные условия для механизации межоперационного транспортирова-ния и обслуживания рабочих мест, лучше используется производственная площадь.

При планировке оборудования придерживаемся следующих требований:

- удобство и безопасность работы;

- максимальное облегчение межоперационной передачи детали и многостаночного обслуживания;

- должен быть обеспечен удобный подвоз тяжелого инструмента, крупных приспособлений и запасных узлов;

- безопасный подход к станку для смазки и разборки его на месте установки.

То есть технологическое оборудование располагаем между двумя проездами. Предусмотрены резервные площади для станков с высоким коэффициентом загрузки.



4. РАЗРАБОТКА ОРГАНИЗАЦИОННО-ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЧАСТИ ДИПЛОМНОГО ПРОЕКТА

4.1 Организация и планирование технологической подготовки производства

4.1.1 Технологическая подготовка производства

Сегодня машиностроение является важнейшей отраслью промышленности. Её продукция - машины различного назначения (начиная от самолетов и заканчивая автомобилями) - поставляется во все отрасли народного хозяйства.

В настоящее время важно качественно, дешево и в заданные плано-вые сроки с минимальными затратами труда изготовить деталь, машину в целом, применив современное высокопроизводительное оборудование, инструмент, технологическую оснастку, средства механизации и автома-тизации производства. От принятой технологии производства во многом зависит долговечность и надежность работы выпускаемой машины, а также экономичность её эксплуатации.

Совершенствование технологического процесса изготовления дета-ли и машины в целом способствует конструированию и использованию более совершенных машин, снижению их себестоимости, уменьшению затрат труда на их изготовление.

Совершенствование конструкции машин характеризуется её соот-ветствием современному уровню техники, экономичностью в эксплуата-ции, а также тем, в какой мере учтены возможности использования наи-более экономичных и производительных технологических методов её из-готовления, применительно к заданному выпуску и условиям производ-ства

В дипломном проекте рассматривается технологический процесс изготовления детали - поршень автомобиля ЗИЛ-4314, строится сетевой график, производится расчет критического пути, составляется смета затрат на технологическую подготовку производства, рассчитываются основные технико-экономические показатели производства, годовой экономический эффект и срок окупаемости дополнительных капитальных вложений.

Технологическая подготовка производства (ТПП) - это совокупность мероприятий, обеспечивающих технологическую готовность производства (наличие полного комплекта технологической документации и средств оснащения), необходимых для выпуска заданного объема продукции, установленного качества с установленными технико-экономическими показателями.

Технологическая сложность изготовления современных изделий, высокие требования, предъявляемые к испытаниям на работоспособность и ресурс приводят к резкому возрастанию объема технологической подготовки производства. В то же время необходимость постоянного обновления продукции в соответствии с требованиями рынка обострила задачу всемерного сокращения длительности производственного цикла ТПП.

Решение этих проблем возможно лишь при условии использования последних научно-технических достижений в процессе подготовки производства, проведение политики инноваций на технологическое обновление.

От технологической подготовки производства зависит готовность производства к выпуску изделий заданного качества в минимальные сроки при наименьших трудовых, материальных и финансовых затратах; приспособленности производства к непрерывному, его совершенствованию, быстрой переналадке на выпуск более совершенных изделий.

Высокий уровень технологической подготовки производства является условием эффективной работы производства любого типа (единичного, серийного, массового), обеспечивая его стабильность и надежность функционирования, гибкость и способность к адаптации, высокую интенсивность, малостадийность и малооперационность и безотходность.

Способность к адаптации является важнейшим свойством производства. Под адаптацией понимается такая реакция на изменение внутренней или внешней среды, которая противодействует снижению эффективности функционирования производства.

Гибкость необходима как дискретным, так и непрерывным производствам. Непрерывные производства более пригодны для автоматизации и компьютеризации.

Автоматизация производства в сочетании с его гибкостью дает возможность легко осуществлять переход на выпуск нового вида продукции, использование нового сырья и т. д.

В гибком автоматизированном производстве переналадка становится органической частью технологии и осуществляется автоматически. Гибкость технологии обеспечивает рост производительности труда, как в основном, так и во вспомогательном производстве, сокращает технологический цикл, позволяет лучше использовать оборудование.

Надежность функционирования производства -- это не только надежность оборудования и технологических процессов, но и оптимальность его структуры, основанная на малостадийности, малооперационности, бесперебойности, минимизации затрат на выпуск достаточного количества продукции высокого качества.

Малостадийность и малооперационность технологических процессов производства позволяют резко повысить производительность труда и сократить потребность в производственных площадях.

Непрерывность и ритмичность обеспечивают наилучшие условия функционирования. Принцип замкнутости многократных циклов способствует созданию высокоэффективных безотходных производственных систем.

Для того чтобы производство отвечало всем этим требованиям, необходимо применять такие методы и средства технологической подготовки производства, которые соответствуют передовым достижениям науки и техники и обеспечивают высокую способность производства к непрерывному его совершенствованию.

Затраты на технологическую подготовку производства связаны с определением затрат на основные и вспомогательные материалы, используемые при технологической подготовке производства, затраты, связанные с заработной платой всех участников и разработчиков ТПП, амортизацией используемых основных средств и прочих расходов, определяемой спецификой технологической подготовки производства.

Технологическая подготовка производства, как и другой комплекс работ, требует предварительного планирования.

Одним из наиболее предпочтительных методов планирования является метод сетевого планирования.

4.1.2 Сетевое планирование ТПП

При выполнении сложных задач, когда различными исполнителями производится большое число работ, планирование и управление процессом технологической подготовки производства может выполняться с помощью метода сетевого планирования и управления.

Цель построения и расчетов основных параметров сетевого графика - определение длины критического пути. Критический путь определяет сроки выполнения всего комплекса работ по данному проекту.

Сетевой график (сеть) - это модель процесса обработки и создания некоторого объекта, изображающая весь комплекс взаимосвязанных работ и их результатов в виде ориентированного графа (рис.4.1.).

Сетевой график



3

4 7

2 4 1

- события

- работы

Рис. 4.1

Сетевой график состоит из множества событий обозначенных кружками и множества работ, изображенных стрелками. Связь всех действий и процессов, которые должны быть осуществлены для достижения поставленной цели

Число событий и работ на сетевом графике зависит от сложности объекта и от требуемой степени детализации разрабатываемого плана.

Работой называется процесс ли действие, к достижению определенного результата. Она характеризуется во времени и связана с расходованием ресурса, каждая работа имеет номер и название, которое раскрывает ее содержание.

Событие - это факт начала ли окончания работы, оно не имеет продолжительности во времени. Каждое событие имеет номер и название, которое формируется в прошедшем времени.

На сетевом графике любой работе присуще событие, т.е. с которой начинается работа и последующее событие, которым заканчивается работа (рис.4.2.).

Обозначение работ и событий



r

t_r ,

где i - номер события, предшествующего работе;

j - номер события, последующего за работой;

r - номер работы;

t_r - время работы;

Рис.4.2

Событие начала планируемого процесса, у которого нет предшествующих событий, называется исходным событием и ему присваивают №1

Событие, которое не имеет последовательного события и заканчивает процесс, называют завершающим событием и ему присваивается последний номер сети.

Для установления взаимосвязи работ с событиями каждой работе присваивается код, который выражается 2-мя числами и разделен запятой.

Первое число = номеру предшествующего работе событию (i), второе = последующему за работой событию (j).

Для оценки продолжительности работы необходимо пользоваться соответствующими нормативными данными или обобщенными опытными данными.

Если ни того, ни другого нет, то расчет идет по формуле:

t_r = (3 t_min + 2 t_max) / 5, (4.1)

где t_max - это максимальная продолжительность работы при наиболее благоприятных условиях.

t_min - это минимальная продолжительность работы при наиболее благоприятных условиях.

На сетевом графике каждое событие является начальным или конечным результатом выполнения одной или нескольких работ.

Основные свойства сетевого графика:

1. Ни одно событие не может совершиться до тех пор, пока не будут выполнены все входящие в него работы.

2. Ни одна работа, выходящая из данного события не может начаться до тех пор, пока данное событие не совершилось.

Основные правила при построении сетевого графика:

1. Сеть строится таким образом, что каждое событие изображается только правее предыдущего

2. У каждой работы номер предыдущего события должен быть меньше номера последующего.

3. В сети не должно быть событий, не имеющих предшествующего события, кроме исходного.

4. В сети не должно быть тупиков, т.е. событий, не имеющих последующих событий, кроме завершающих.

5. Не должно быть замкнутых контуров.

6. Не должно быть параллельных работ, имеющих одинаковые предшествующие ил последующие события.

Порядок построения сетевого графика.

1. Для построения сетевых работ составляется список всех выполняемых работ и устанавливается перечень событий.

2. Выявляется технологическая последовательность выполнения работ и логика связи между ними.

Каждому событию присваивается №, каждой работе код и №.

Для построения сетевого графика необходимо установить последовательность и объем работ технологической подготовки производства, распределить эти работы по исполнителям, определить трудоемкость выполнения работ и событий технологической подготовки производства.

В таблице 4.1. приведен перечень работ и событий, совершаемых при технологической подготовке производства детали - поршень автомобиля ЗИЛ-4314.

Таблица 4.1

Перечень работ и событий ТПП

Работа	Событие
№	Код	Содержание	Трудоемкость Чел/час	Число исполнителей	Продолжительность (часы)	№	Формулировка
						1	Получено задание на совершенствование технологического процесса производства поршня автомобиля ЗИЛ 4314
1	1-2	Анализ существующего тех.процесса изготовления поршня автомобиля ЗИЛ 4314	2	1	2	2	Анализ ТП проведен
2	2-3	Поиск необходимой литературы	5	1	5	3	Необходимая литература найдена.
3	3-4	Изучение и проработка отечественных и зарубежных технологий изготовления поршня	10	1	10	4	Технологии изготовления поршня изучены.
4	4-5	Анализ возможности совершенствования базового ТП в условиях существующего предприятия	6	1	6	5	Анализ возможности совершенствования базового ТП проведен
5	5-6	Выбор оптимального метода совершенствования ТП	5	1	5	6	Оптимальный метод выбран
6	6-7	Анализ чертежа заготовки	18	2	9	7	Анализ чертежа заготовки проведен.
7	7-8	Выбор технологических баз.	7	1	7	8	Технологические базы выбраны.
8	6-9	Анализ существующего оборудования.	6	1	6	9	Существующее оборудование проанализировано.
9	9-10	Выбор оборудования.	3	1	3	10	Оборудование выбрано.
10	10-11	Разработка планировки оборудования	6	1	6	11	Планировка разработана
Продолжение таблицы 4.1.
1	2	3	4	5	6	7	8
11	11-12	Разработка рабочих мест произ-ных участков.	8	1	8	12	Разработка рабочих мест проведена.
12	12-13	Разработка инструкций по эксплуатации оборудования	4	1	4	13	Инструкции разработаны.
13	13-14	Проведение расчета безопасности в цеху (БЖД)	7	1	7	14	Расчет БЖД проведен.
14	8-14	Фиктивная работа	0	0	0	14
15	14-15	Расчет режимов резания.	6	1	6	15	Расчет режимов резания проведен
16	15-16	Расчет норм времени выполнения операций.	6	1	6	16	Расчет норм времени проведен.
17	16-17	Расчет основных технико-экономи. показателей производства.	7	1	7	17	Расчет ТЭП проведен.
18	17-18	Выбор метода обработки	3	1	3	18	Метод обработки выбран
19	17-19	Закупка нового оборудования	10	2	5	19	Оборудование закуплено.
20	19-20	Прием оборудования и оформление док.	32	4	8	20	Оборудование выбрано и док. оформлены.
21	18-20	Фиктивная работа	0	0	0	20
22	20-21	Установка оборудования	128	8	16	21	Оборудование установлено.
23	21-22	Подвод эл. части	22	2	11	22	Подвод эл. части произведен.
24	22-23	Наладка оборудования	24	2	12	23	Наладка проведена
25	20-24	Определение необходимых характеристик для работы оборудования	6	1	6	24	Необходимые характеристики определены.
26	24-25	Разработка технологических операций.	20	1	20	25	Технологические операции разработаны.
27	25-26	Анализ эффективности внесенных изменений в базовый тех.процесс	7	1	7	26	Анализ проведен
28	26-27	Проверка разрабатываемого технологического процесса	36	3	12	27	Проверка проведена.
29	23-27	Фиктивная работа	0	0	0
30	27-28	Изготовление пробной партии.	150	10	15	28	Пробная партия изготовлена
Продолжение таблицы 4.1.
1	2	3	4	5	6	7	8
31	28-29	Контроль качества	12	3	4	29	Документация проработана
32	29-30	Выверка и отладка	32	4	8	30	Контроль качества проведен
33	27-31	Проработка нормативной документации по безопасности работы и условий труда.	12	2	6	31	Выверка и отладка проведена.
34	30-31	Фиктивная работа	0	0	0	31
35	31-32	Сдача тех.процесса цеху	4	1	4	32	Тех.процесс сдан цеху
36	32-33	Оформление. Прием акта	4	1	4	33	Акт принят
		Итого:	608

При расчете параметров сетевого графика сначала определяется продолжительность пути, и для каждого события находятся ранний и поздний сроки совершения события.

Путем называется любая непрерывная последовательность событий и работ на сетевом графике.

В зависимости от включения в пути исходного и завершающего событий различают следующие виды путей сетевого графика:

а) Полный путь от исходного и завершающего событий; обозначается L_n (1 ч C), где 1 и С - исходное и завершающее событие.

Продолжительность (длина) пути равна арифметической сумме продолжительности работ, составляющих путь:

(4.2.)

б) Полный путь, имеющий наибольшую продолжительность, называется критическим путем. Продолжительность критического пути равна:

(4.3.)

Длина критического пути определяет сроки выполнения всего планируемого комплекса работ по данному проекту. Изменение продолжительности любой работы, лежащей на критическом пути, соответствующим образом меняет (сокращает или удлиняет) срок наступления завершающего события, т.е. дату достижения конечной цели всей разработки. В сети может быть несколько критических путей.

L=0+2+5+10+6+5+6+3+6+8+4+7+6+6+7+5+8+16+11+12+0+15+4+8+0+4+4=168ч.

L=0+2+5+10+6+5+6+3+6+8+4+7+6+6+7+3+0+6+20+7+12+15+4+8+0+4+0=160ч.

L=0+2+5+10+6+5+6+3+6+8+4+7+6+6+7+3+0+16+11+12+0+15+4+8+0+4+4=158ч.

L=0+2+5+10+6+5+6+3+6+8+4+7+6+6+7+5+8+6+20+7+12+6+4+4=153ч.

L=0+2+5+10+6+5+9+7+0+6+6+7+5+8+16+11+12+0+6+4+4=129ч.

L=0+2+5+10+6+5+9+7+0+6+6+7+5+8+6+20+7+12+6+4+4=135ч.

L=0+2+5+10+6+5+9+7+0+6+6+7+3+0+16+11+12+0+15+4+8+0+4+4=140ч.

L=0+2+5+10+6+5+9+7+0+6+6+7+3+0+6+20+7+12+6+4+4=125ч.

L=0+2+5+10+6+5+9+7+0+6+6+7+3+0+16+11+12+0+6+4+4=119ч.

L=0+2+5+10+6+5+6+3+6+8+4+7+6+6+7+5+8+6+20+7+12+15+4+8+0+4+4=174ч.

L кр. = 174ч.

Резерв времени пути определяется разницей между продолжительностью критического пути и продолжительностью данного полного пути:

(4.4.)

Он показывает на какую величину можно увеличить продолжительность работ на данном пути, не вызывая изменения продолжительности критического пути.

4.1.3 Расчет основных параметров сетевого графика

Ранний срок свершения события -- это время, необходимое для выпол-нения всех работ, предшествующих данному событию. Он характеризу-ется величиной наиболее длительного отрезка пути от исходного события до данного события (предшествующего пути) и может быть определен по формуле:

(4.5.)

где r -- номер работы сетевого графика, r = 1, N ;

r_j -- подмножество номеров работ, которые оканчиваются событием j;

t_r -- продолжительность работы г;

T_j ^p -- ранний срок свершения события j, последующего за работой r;

T_ir ^p -- ранний срок свершения события г, предшествующего работе r;

С -- общее число событий сети;

N -- общее число работ сети.

Поздний срок свершения события -- это дата наиболее позднего из до-пустимых сроков свершения события. Поэтому увеличение позднего срока свершения события вызывает аналогичную задержку наступления завер-шающего события сети. Поздний срок свершения события определяется по формуле:

(4.6.)

где T_i ^П--поздний срок свершения события i, предшествующего работе r;

T_ir ^П-- поздний срок свершения события j, последующего за работой r;

r_i -- подмножество номеров работ, которые начинаются с события i.

Следует отметить, что:

а) для исходного события ранний и поздний сроки свершения равны:

б) Расчет ранних сроков свершения события ведется от исходного со-бытия к завершающему;

в) Расчет поздних сроков свершения событий ведется от завершающего
события к исходному;

г) ранний и поздний сроки свершения завершающего события равны продолжительности критического пути.

Резерв времени события показывает предельный промежуток времени, на который может быть задержано свершение данного события без увели-чения срока завершения разработки проекта в целом. Он определяется как разность между поздним и ранним сроками свершения данного события:

(4.7.)

События критического пути не имеют резервов времени события. Если резерв времени события будет полностью использован (равен нулю), то данное событие попадает на критический путь. Несоблюдение же сроков выполнения любой работы, лежащей на критическом пути, ведет к срыву общего срока выполнения всего комплекса работ.

Характеристики события: номер события, ранний и поздний сроки свершения события и резерв времени события указываются на сетевом графике в четвертях кружка, изображающего событие.

Расчет параметров совершаемых событий приведен в таблице 4.2.

Таблица 4.2

Параметры совершаемых событий

№ события	Ранний срок свершения события	Поздний срок свершения события	Резерв
1	0	0	0
2	2	2	0
3	7	7	0
4	17	17	0
5	23	23	0
6	28	28	0
7	37	55	18
8	44	62	18
9	34	34	0
10	37	37	0
11	43	43	0
12	51	51	0
13	55	55	0
14	62	62	0
Продолжение таблицы 4.2.
1	2	3	4
15	68	68	0
16	74	74	0
17	81	81	0
18	84	94	10
19	86	86	0
20	94	94	0
21	110	116	6
22	121	127	6
23	133	139	6
24	100	100	0
25	120	120	0
26	127	127	0
27	139	139	0
28	154	154	0
29	158	158	0
30	166	166	0
31	166	166	0
32	170	170	0
33	174	174	0

Из расчета следует, что свершение событий № 7, 8, 18, 21, 22, 23 может быть задержано соответственно на 18, 18, 10, 6, 6, 6 часов без увеличения срока завершения разработки проекта в целом.

Зная ранние и поздние сроки свершения событий, можно для любой работы определить ранние и поздние сроки начала и окончания работы:

ранний срок начала работы равен

ранний срок окончания работы равен

поздний срок начала работы равен

поздний срок окончания работы равен

Полный резерв времени работы -- это срок, на который можно пере-двинуть данную работу, не изменяя времени критического пути. Он опре-деляется по формуле:

(4.8.)

Свободный (частный) резерв времени работы -- это срок, на который можно передвинуть окончание данной работы, не влияя на изменение ха-рактеристик, проходящего через эту работу пути. Он определяется по формуле:

(4.9.)

Расчет параметров выполняемых работ приведен в таблице 3.3.

Таблица 4.3

Параметры выполняемых работ

№	Код работы	Продол-ть работ	Раннее начало	Раннее окончание	Позднее начало	Позднее окончание	Резерв полный	Резерв свободный
1	2	3	4	5	6	7	8	9
1	1-2	2	0	2	0	2	0	0
2	2-3	5	2	7	2	7	0	0
3	3-4	10	7	17	7	17	0	0
4	4-5	6	17	23	17	23	0	0
5	5-6	5	23	28	23	28	0	0
6	6-7	9	28	37	46	55	18	0
7	7-8	7	37	44	55	62	18	0
8	6-9	6	28	34	28	34	0	0
9	9-10	3	34	37	34	37	0	0
10	10-11	6	37	43	37	43	0	0
11	11-12	8	43	51	43	51	0	0
12	12-13	4	51	55	51	55	0	0
13	13-14	7	55	62	55	62	0	0
14	8-14	0	44	44	62	62	18	18
15	14-15	6	62	68	62	68	0	0
16	15-16	6	68	74	68	74	0	0
17	16-17	7	74	81	74	81	0	0
18	17-18	3	81	84	91	94	10	0
19	17-19	5	81	86	81	86	0	0
20	19-20	8	86	94	86	94	0	0
21	18-20	0	84	84	94	94	10	10
22	20-21	16	94	110	100	116	6	0
23	21-22	11	110	121	116	127	6	0
24	22-23	12	121	133	127	139	6	0
25	20-24	6	94	100	94	100	0	0
26	24-25	20	100	120	100	120	0	0
27	25-26	7	120	127	120	127	0	0
28	26-27	12	127	139	127	139	0	0
29	23-27	0	133	133	139	139	6	6
30	27-28	15	139	154	139	154	0	0
31	28-29	4	154	158	154	158	0	0
32	29-30	8	158	166	158	166	0	0
33	27-31	6	139	145	160	166	21	0
34	30-31	0	166	166	166	166	0	0
35	31-32	4	166	170	166	170	0	0
36	32-33	4	170	174	170	174	0	0

Найденные величины полного резерва для работ № 6, 7, 14, 18, 21, 22, 23, 24, 29, 33 показывают, что на сроки 18, 18, 18, 10, 10, 6, 6, 6, 6, 21 часов соответственно можно передвинуть соответствующие работы, не изменяя времени критического пути.

Найденные величины свободного резерва для работ № 14, 21, 29 показывают, что на сроки 18, 10, 6 часов можно передвинуть окончания соответствующих работ, не влияя на изменение характеристик, проходящих через эти работы путей.

4.1.4 Составление сметы затрат на технологическую подготовку производства

В смету затрат по ТПП включаются расходы по следующим элементам:

1. Основные материалы (за вычетом отходов);

2. Покупные комплектующие изделия и полуфабрикаты;

3. Основная заработная плата;

4. Дополнительная заработная плата;

5. Отчисления на социальное страхование;

6. Косвенные расходы.

Расчет основных элементов, входящих в смету затрат ведется в соответствии с перечнем необходимых мероприятий в соответствии с количеством предполагаемых исполнителей и трудоемкостью технологической подготовки производства.

Основные материалы

Основные материалы = цена 1кг материала • вес детали • объем пробной партии.

Основные материалы = 89,87 • 1,177 • 20 = 2115,54 руб.

При расчете затрат на заработную плату отдельно определяется основная заработная плата ИТР, служащих и рабочих, участвующих в ТПП. Предварительно необходимо определить трудоемкость работ, выполняемых соответствующими исполнителями (таблица 4.4.)



Таблица 4.4

Трудоемкость работ

Исполнители	Трудоемкость нормо-час	Процент по итогу
Руководители и служащие	284	46%
Рабочие	324	54%
ИТОГО	608	100%

Основная заработная плата определяется по формуле:

, (4.10.)

где T_i - трудоёмкость работ, чел•час;

r - средняя часовая тарифная ставка, руб.;

i - категория исполнителя.

3_О = (284•40) + (324•25) = 11360+8100 =19460,00 руб.

Дополнительная заработная плата определяется по формуле:

, (4.11.)

где З_Д = Основная заработная плата

К_д = 0,2.

З_Д = 19460,00 •0,2 = 3892,00 руб.

Отчисления на социальное страхование определяется по формуле:

(4.12.)

О_СС = (19460,00 + 3892,00) •0,26= 6071,52 руб.

Косвенные расходы определяются как 200% от основной заработной платы.

К_Р = 19460,00 •200% = 38920,00 руб.

Выполненные расчеты представлены в таблице 4.5.

Таблица 4.5

Смета затрат на ТПП

№	Статьи затрат	Сумма, руб.	% к итогу
1	Основные материалы (за вычетом отходов)	2115,54	3,00%
2	Основная заработная плата	19460,00	27,62%
3	Дополнительная заработная плата	3892,00	5,52%
4	Отчисления на социальное страхование	6071,52	8,62%
5	Косвенные расходы	38920,00	55,24%
ИТОГО	70 459,06	100%

Результатом решения задачи являются параметры сетевого графика, которые позволяют определить продолжительность и количество критических путей на сетевом графике, а также резервы времени событий и работ, не лежащих на критических путях.

4.2 Расчет и сравнительный анализ основных технико-экономических показателей производства поршня автомобиля ЗИЛ-4314

Исходными данными для определения экономической эффективности от внедрения предлагаемых конструкторских и технологических решений являются показатели, которые не требуют расчета и определения по заводским данным или справочникам, а также показатели, которые были получены ранее расчетным путем.

В разрабатываемом технологическом процессе на токарной и шлифовальной операции три станка: токарный многорезцовый полуавтомат модели 1Н713 (2 шт.) и копировально-шлифовальный станок модели КШ312Н1, заменяются токарным патронно-центровым станком с ЧПУ модели 16А20Ф3 и полуавтоматом специальным для обработки поверхностей поршней модели МК6763Ф3.

Исходные данные базового и разрабатываемом ТП приведены в таблице 4.6.

Таблица 4.6

Исходные данные вариантов технологии

№ п/п	Исходные показатели	Ед. изм.	Варианты
			Базовый	Новый
			модели станков
			1Н713	1Н713	КШ312Н1	16А20Ф3	МК6763Ф3
1	2	3	4	5	6	7	8
2	Годовая программа выпуска	шт.	500 000	500 000
3	Трудоемкость обработки tшт.к.:	мин.
1.	Токарная		0,44	0,56	-	0,52	0,84
1.	Шлифование		-	-	0,67
1.	Итого: штучно- калькуляционное время	мин.	1,67	1,36
4	Количество приспособлений	шт.	1	1	1	1	1
5	Класс точности станка		Н	Н	П	П	В
6	Габариты станка (длина х ширина)	м2	2,6х1,5	2,6х1,5	4,9х2,0	3,4х2,1	3,4х2,1
7	Площадь, занимаемая станком, S	м2	3,9	3,9	9,8	7,14	7,14
8	Установленная мощность электродвигателей Nд	кВт	19,5	19,5	15	20,4	22,5
9	Срок службы станка до капитального ремонта	лет	7,5	7,5	7,5	10	10
10	Категория сложности ремонта станка механической части (число единиц ремонтной сложности)	р.е.	13,5	13,5	14,0	18,0	18,0
	электротехнической части		16,0	16,0	15,0	23,0	23,0
11	Стоимость станка Цоб.	руб.	1350000	1350000	1750000	1800000	200000
12	Количество станков, обслуживаемых одним рабочим	шт.	1	1	1	2	2

4.2.1 Расчет капитальных вложений

Капитальные вложения включают следующие затраты, руб.:

, (4.13.)

где К_бо - балансовая стоимость оборудования;

К_пл - стоимость здания, занимаемого оборудованием;

К_сб - стоимость служебно-бытовых объектов;

К_пр - стоимость приспособлений, числящихся в составе основных производственных фондов предприятия;

К_тп - затраты на ТПП

Балансовая стоимость оборудования рассчитывается по формуле:

, (4.14.)

где - коэффициент, учитывающий затраты по доставке и монтажу

оборудования (=1,10 - для металлорежущих станков);

m - количество операций технологического процесса;

n - количество типоразмеров оборудования, занятого выполнением i операции изготовления детали;

- оптовая цена единицы оборудования d-го типоразмера, занятого выполнением i-й операции, руб.;

- принятое количество единиц технологического оборудования d-го типоразмера занятого выполнением i-й операции,

- коэффициент занятости технологического d-го типоразмера, занятого выполнением i-й операции изготовления данной детали.

Принятое количество оборудования d-го типоразмера, занятого выполнением i-той операции определяется по формуле:

, (4.15.)

где - норма штучно-калькуляционного времени на выполнение i-й

операции, мин/шт.;

-коэффициент, учитывающий выполнение норм времени -1,18);

- действительный годовой фонд времени работы единицы оборудования, час;

- коэффициент загрузки оборудования. При двусменной рабате для массового производства составляет 0,6-0,75.

C_o^б = = 1,571 (принимается 2 станка);

C_o^н = = 1,97 (принимается 2 станка).

Коэффициент занятости технологического оборудования изготовлением данной детали определяется по формуле:

К_з.о.=; (4.16.)



где - годовой объем работы оборудования по выполнению операции изготовления данной детали, машино-ч/год;

- общее время работы оборудования за год, машино-ч/год;

К_з.о^б1_. = = 1,032;

К_з.о^б2_. = = 1,313;

К_з.о^б3_. = = 1,571;

К_з.о^н1_. = = 1,219;

К_з.о^н1_. = = 1,97

Балансовая стоимость оборудования:

К_бо^б== 6 507 494,26 (руб.);

К_бо^н== 6 748 703,66 (руб.).

Стоимость здания, занимаемого оборудованием рассчитывается по формуле:

, (4.17.)

где - средняя стоимость 1м² общей площади здания, руб;

- габариты оборудования d-го типоразмера, занятого выполнением i-й операции, м²;

- коэффициент, учитывающий дополнительную площадь, приходящуюся на оборудования d-го типоразмера, занятого выполнением i-й операции;

- коэффициент занятости площади для изготовления данной детали (по величине равен ).

К_пл^б== 287 606,74 (руб.);

К_пл^н = = 250 506,93 (руб.).

Стоимость служебно-бытовых объектов приходящегося на одного рабочего, равно 7 м². Стоимость служебно-бытовых объектов в расчете на 1 м² площади составляет 3750р.

К_сб^б = 7 · 3750 · (1,032+1,313+1,571) = 102810,08 (руб.);

К_сб^н = 7 · 3750 · (1,219+1,97) = 83725,58 (руб.)

Базовый вариант предусматривает занятость трех рабочих, а новый вариант технологии - обслуживание двух станков одним рабочим.

Затраты на разработку программ рассчитываются по формуле:

К_тп= S_n · b, (4.18.)

где S_n - стоимость подготовки программы на одно наименование детали, руб.;

b - число наименований деталей, обрабатываемых на станке за год.

К_тп^б = 0 (руб.);

К_тп^н = 1· 50 = 50,00 (руб.).

В итоге расчета капитальных вложений определяется общая их сумма по формуле (4.13.)

К₁ = 6507494,26 + 287606,74 + 102810,08 + 0 = 6 897 911,08 (руб.);

К₂ = 6748703,66 + 250506,93 + 83725,58 + 50,00 + 70 459,06 = 7 153 445,22 (руб.)

4.2.2 Расчет себестоимости годового выпуска деталей

Себестоимость обработки деталей включает следующие статьи затрат (руб.).

, (4.19.)

где S_ом - основные материалы;

L_о, L_в - заработная плата основных и вспомогательных рабочих (основная и дополнительная) соответственно;

А_о - амортизация оборудования;

S_пр - амортизация технологической оснастки и затраты на ее ремонт;

S_у - износ и содержание управляющих программ;

S_и - затраты, связанные с эксплуатацией инструмента;

S_э - силовая и технологическая электроэнергия;

S_р - текущий ремонт и межремонтное обслуживание оборудования;

S_ру - техническое обслуживание и ремонт устройств с ЧПУ;

А_пл - амортизация и содержание площади.

Расчеты себестоимости обработки детали при экономическом обосновании проводятся только по тем статьям затрат, которые изменяются в сравниваемых вариантах.

Заработная плата основных рабочих (основная и дополнительная) с отчислениями в органы социального страхования рассчитывается по формуле:



, (4.20.)

где - коэффициент, учитывающий средний процент выполнения обоснованных норм (принимается равным 1,18);

-коэффициент, учитывающий проработок рабочих, принимается равным в размере 1,2-1,4;

1,512 - коэффициент, учитывающий дополнительную заработанную плату и отчисления органом соцстрахования.

N - годовой выпуск деталей;

- норма штучно-калькуляционного времени на выполнение i-й операции, мин/шт.;

m - количество операций технологического процесса;

l_i - часовая тарифная ставка работы, выполняемая на i-й операции, руб;

L_o^б == 1 191 818,88 (руб.);

L_o^н = = 970 583,04 (руб.).

Заработная плата вспомогательных рабочих рассчитывается по формуле:

(4.21.)

где Н_об. - норма обслуживания, определяемая по данным предприятия;

l_i - часовая тарифная ставка рабочего, руб.;

L_в^б = = 124 147,80 (руб.);

L_в^н = = 121 322,88 (руб.).

Затраты на амортизацию оборудования определяются по формуле:

, (4.22.)

где К_бо - балансовая стоимость оборудования.

- норма амортизационных отчислений, принимаемая в размере

равным 15% от балансовой стоимости оборудования.

A_o^б = = 976 124,14 (руб.);

A_o^н = = 1 012 305,55 (руб.);

Затраты на ремонт оборудования рассчитываются по формуле:

, (4.23.)

где , - нормативы годовых затрат на все виды ремонта

(капитальный, средний, малый) осмотры и межремонтное

обслуживание соответственно механической и электрической частей оборудования;

, - категория сложности ремонта соответственно механической и электрической частей оборудования, р.е.;

- коэффициент, учитывающий класс точности ремонтируемого оборудования.

S_p^б = (474 · 13,5 + 132,0 · 16) · 1 · 1,032 + (474 · 13,5 + 132,0 · 16) · 1 · 1,313 + (474 · 14,0 + 132 · 15,0) · 1,2 · 1,571 = 36 206,65 (руб.);

S_p^н = (402,0 · 18,0 + 100,8 · 23) · 1,2 · 1,219 + (402,0 · 18,0 + 100,8 · 23) · 1,5 · 1,97 = 42215,72 (руб.).

Затраты на техническое обслуживание и ремонт устройств с ЧПУ принимаются по нормативам в зависимости от типа устройства в конкретном станке с ЧПУ:

S_y^б = 0;

S_y^н = 7780,00 (руб.).

Затраты на амортизацию и содержание площади определяется по формуле:

, (4.24.)

где - годовые затраты на амортизацию и содержание площади в расчете на 1 м² площади, руб.

S - площадь участка цеха, м²;

А_пл.^б = 130 · (3,9 · 1,032 + 3,9 · 1,313 + 9,8 · 1,571) = 3 190,91 (руб.);

А_пл.^н = 130 · (7,14 · 1,219 + 7,14 · 1,97) = 2 960,54 (руб.).

Затраты и силовую и технологическую электроэнергию определяются по формуле:

, (4.25.)

где - суммарная установочная мощность электродвигателей, кВт;

-коэффициент одновременной работы электродвигателей оборудования (принимается равным 0,8);

- коэффициент, учитывающий потери электроэнергии в сети (принимается равным 1,05);

- машинное время на операцию, час;

- стоимость 1 кВт/час электроэнергии, принимается равным 0,79 за 1 кВт/час;

- коэффициент полезного действия электродвигателей оборудования (=0,65)

S_э^б = [(19,5 · 0,75 · 0,8 · 1,05 · 0,26/60 · 0,79 · 500000) + (19,5 · 0,75 · 0,8 · 1,05 · 0,37/60 · 0,79 · 500000) + (15 · 0,75 · 0,8 · 1,05 · 0,42/60 · 0,79 · 500000)] / 0,65 = 188 551,73 (руб.);

S_э^н = [(20,4 · 0,6 · 0,8 · 1,05 · 0,52/60 · 0,79 · 500000) + (22,5 · 0,6 · 0,8 · 1,05 · 0,84 /60 · 0,79 · 500000] / 0,65 = 150 626,99 (руб.).

Себестоимость по изменяющимся статьям затрат по вариантам технологических процессов:

С_б = 1191818,88 + 124147,80 + 976124,14 + 36206,65 + 0 + 3190,91 + 188551,73 = 2520040,11 (руб.);

С_н = 970583,04 + 121322,88 + 1012305,55 + 42215,72 + 7780,00 + 2960,54 + 150626,99 = 2307794,72 (руб.).

С_б¹ = 2520040,11 / 500000 = 5,04 (руб.);

С_н ¹ = 2307794,72 / 500000 = 4,62 (руб.).

4.3 Расчет годового экономического эффекта

Годовой экономический эффект рассчитывается по формуле:

, (4.26.)

где и - приведенные затраты на годовой выпуск деталей по базовой и новой технологиям, руб.;

С₁ и С₂ - себестоимость годового выпуска деталей по базовой и новой технологиям, руб.;

К₁ и К₂ - капитальные вложения по базовой и новой технологиям, руб.;

- коэффициент перечета себестоимости капитальных вложений по базовому варианту на годовой выпуск деталей по новому варианту

- коэффициент экономической эффективности капитальных вложений (0,2)

Э = (2520040,11 + 0,2 · 6897911,08) - (2307794,72 + 0,2 · 7153445,22) = 161138,56 (руб.)

Экономия от снижения себестоимости годового выпуска деталей определяется по формуле:

(4.27.)

Э_г = (5,04 - 4,62) · 500000 = 212245,39 (руб).

Срок окупаемости дополнительных капитальных вложений рассчитывается по формуле:

Т_о = (4.28.)

Т_о = = 1,2

Полученный срок окупаемости дополнительных капитальных вложений (Т_о) ниже нормативного (Т_н), равного 5 годам.



4.4 Показатели эффективности вариантов технологии

Показатели экономической эффективности проектируемого варианта технологического процесса даны в таблице 4.7.

Таблица 4.7

Показатели проектируемого варианта технологии

Наименование показателей	Ед. изм.	Технологический процесс
		Б	Н
1	2	3	4
Годовой выпуск деталей	шт.	500000	500000
Капитальные вложения, всего, в т.ч. стоимость: а) оборудования	руб.	6 897 911,08	7 153 445,22
	руб.	6 507 494,26	6 748 703,66
б) здания, занимаемого оборудованием	руб.	287 606,74	250 506,93
в) служебно-бытовых помещений	руб.	102 810,08	83 725,58
г) подготовки программ	руб.	-	50,00
Дополнительные капитальные вложения	руб.	-	70 459,06
Себестоимость годового выпуска деталей по изменяющимся элементам (статьям) затрат, всего, в т.ч.: а) заработная плата Lo, Lв	руб.	2 520 040,11	2 307 794,72
	руб.	1 191 818,88	970 538,04
	руб.	124 147,80	121 322,88
б) амортизация оборудования	руб.	976 124,14	1 012 305,55
в) ремонт оборудования	руб.	36 206,65	42 215,72
г) техническое обслуживание и ремонт устройств с ЧПУ	руб.	-	7788,00
д) амортизация и содержание площадей	руб.	3 190,91	2 960,54
е) силовая и технологическая электроэнергия	руб.	188 551,73	150 626,99
Себестоимость одной детали	руб.	5,04	4,62
Экономия от снижения себестоимости годового выпуска деталей	руб.	-	212 245,39
Годовой экономический эффект	руб.	-	161 138,56
Срок окупаемости дополнительных капитальных вложений	лет	-	1,2



Выводы

Проектируемый технологический процесс позволяет:

1. уменьшить производственную площадь и площадь под служебно-бытовыми объектами за счет сокращения количества оборудования и рабочих;

2. производить точную обработку деталей без использования специальных приспособлений;

3. сократить число станочников за счет выполнения всех операций по программе;

4. уменьшить трудоемкость ремонта и обслуживания оборудования за счет сокращения количества оборудования;

5. получить годовой экономический эффект в размере 161138,56 руб.;

6. окупить дополнительные капитальные вложения за 1,2 года.



5. БЕЗОПАСНОТЬ ЖИЗНИДЕЯТЕЛЬНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ ПРОЕКТА

5.1 Анализ негативных факторов в процессе производства деталей поршень

На рабочем месте должны быть предусмотрены меры защиты от возможного воздействия опасных и вредных факторов производства.

При анализе технологического процесса следует предусмотреть влияние всех возможных опасных и вредных факторов, и в случае необходимости предусмотреть мероприятия по ограничению воздействия этих факторов, согласно перечисленным выше и другим нормативам.

С точки зрения влияния опасных и вредных факторов при работе можно выделить следующие:

- недостаточная освещённость рабочего места;

- неблагоприятные метеорологические условия;

- воздействие шума;

- воздействие электрического тока вследствие неисправности аппаратуры;

- нерациональное расположение оборудования и неправильная организация рабочего места.

В соответствии с этим важно предусмотреть следующие мероприятия по устранению или уменьшению влияния вредных факторов производства:

- создание необходимой освещённости рабочего места ;

- звукоизоляция помещения на основе расчета звукопонижения акустической изоляции;

- создание надёжного заземления аппаратуры и периодическая проверка исправности аппаратуры и заземления;