Совершенствование управления затратами ОАО "Тантал"

В базовом технологическом процессе для операций 020-040 использовались станки 1В62Г, 2Н125, 675.

В новом ТП данные операции будут объединены с применением станка с ЧПУ 2Р135Ф2-1. Вертикально-сверлильный станок 2Р135Ф2-1 предназначен для сверления, зенкерования, развертывания, нарезания резьбы, легкого прямолинейного фрезерования деталей из стали, чугуна и цветных металлов в условиях мелкосерийного и серийного производства. Револьверная головка с автоматической сменой инструмента и крестовый стол с программным управлением позволяют производить координатную обработку деталей типа крышек, фланцев, панелей и т. д. без предварительной разметки и применения кондукторов. Класс точности станка П. Устройство ЧПУ типа 2П32-3 предназначено для управления процессом позиционирования и прямоугольной обработки (параллельной координатным осям). Программоноситель - восьмидорожковая перфолента, способ задания перемещений в абсолютных значениях координат. Имеется цифровая индикация, предусмотрен ввод 15 коррекций на длину инструмента. Система ЧПУ замкнутая, в качестве датчиков обратной связи используют сельсин БС155А. Точность позиционирования стола и салазок 0,05 мм, дискретность задания перемещений и цифровой индикации 0,01 мм. Число управляемых координат всего/из них одновременно 3/2.

Таким образом, проектируемый технологический процесс будет состоять из 3 операций механической обработки:

- 005 заготовительная;

- 010 токарная. Станок 1В62Г;

- 015 токарная. Станок 1В62Г;

- 020 вертикально-сверлильная с ЧПУ станок 2Р135Ф2-1.

Разработка основных операций механической обработки заготовки

Вертикально-сверлильная с ЧПУ

Установить (снять) и закрепить заготовку

Установить координаты нулевых точек X=0; Y=600; Z=0.(один раз на партию деталей).

Установить и проконтролировать программоноситель (один раз на партию деталей).

Сверлить 3 отв. 12.

Сверлить 2 отв. 10.

Зенковать отверстия 13,5^+0,07 3 шт.

Развернуть отверстия до 14^+0,027 3 шт.

Фрезеровать открытый шпоночный паз.

Сверлить отв. 4,5 под резьбу .

Нарезать резьбу М5-7Н

Для разработанной операции используют:

- зажимное приспособление - патрон 10В16 ГОСТ 8522-79 Такие механические устройства - вспомогательные приспособления, используемые для плотного прижатия деталей друг к другу или для их фиксации в момент обработки.

- сверла - спиральные сверла. Спиральное сверло является основным типом сверл, наиболее широко распространенным в промышленности. Оно используется при сверлении и рассверливании отверстий диаметром до 80 мм и обеспечивает обработку отверстий по 4--5-му классам точности и с чистотой поверхности 2--3-го классов. Спиральные сверла состоят из следующих основных частей: режущей, направляющей или калибрующей, хвостовика и соединительной. Режущая и направляющая части в совокупности составляют рабочую часть сверла, снабженную двумя винтовыми канавками.

- зенковку - цилиндрическую. Цилиндрические зенковки состоят из рабочей части и хвостовика. Для обеспечения соосности отверстия и образованного зенковкой углубления имеют направляющую цапфу.

- развёртку - цилиндрическую. Состоит из рабочей части, шейки и хвостовика. Назначение шейки и хвостовика у разверток такое же как у сверл и зенкеров.

Рабочая часть включает режущую и калибрующую части и направляющий конус, который служит для предохранения от повреждений и облегчения попадания развертки в отверстие.

- фрезу - угловые, одноугловые. Одноугловые фрезы применяют для фрезерования прямых канавок на фрезах и другом инструменте.

3.1.5 Расчет рациональных режимов резания

Расчет режимов резания на Вертикально-сверлильную с ЧПУ 020

Сверло 2301-- 4219 ГОСТ 22736--77;

Сверло 2301-- 3195 ГОСТ 12121--77;

Зенкер 2323-- 0514 ГОСТ 12489--71;

Развертка 2363--3399 ГОСТ 1672--80;

Фреза 2200--0316 ГОСТ 29092--91;

Сверло 2317--0007 ГОСТ 14952--75;

Метчик 2640--0037 ГОСТ 19257-73.

Переход 1 (Сверлить 3 отв. 12):

а) Глубина резания t = 0,5;·D=12·0,5=6 мм.

б) Подача S = 0,14 мм/об

в) Скорость резания:

, (10)

где С_V, q, m, y - коэффициент и показатели степеней в формуле скорости резания при сверлении;

Т - период стойкости, мин;

К_v - общий поправочный коэффициент на скорость резания;

Кv = KMV Ч KLV Ч KИV, (11)

где K_MV - коэффициент на обрабатываемый материал;

KMV = =0,77, (12)

K_LV=1 - коэффициент, учитывающий глубину сверления;

K_ИV=1;

К_V = 1·0,77·1= 0,77,

Т = 15 мин;

С_V = 3,5; q = 0.50; y = 0.45; m = 0.12.

г) Расчет крутящего момента Н*м, осевой силы Н:

Мкр=, (13)

, (14)

где С_M = 0.041;

С_P= 143, q (для Мкр) = 2,0;

q (для P₀) = 1,0;

y (для М_кр) = 0,7;

y (для P₀) = 0,7;

==, (15)

=637;

n = 0.75.

,

=Н),

д) Мощность резания:

N=, (16)

(кВт),

n - частота вращения шпинделя.

n = (об/мин), (17)

Мощность станка Nст=10 кВт, следовательно, рассчитанные режимы подходят для данного станка.

Переход 2 (Сверлить 2 отв. 10):

а) Глубина резания t = 0,5;·D=10·0,5=5 мм;

б) Подача S = 0,14 мм/об;

в) Скорость резания рассчитывается по формуле (9)

,

где С_V, q, m, y - коэффициент и показатели степеней в формуле скорости резания при сверлении;

Т - период стойкости, мин;

К_V - общий поправочный коэффициент на скорость резания, который рассчитывается по формуле (10);

К_V = K_MV Ч K_LV Ч K_ИV,

где K_MV - коэффициент на обрабатываемый материал;

K_MV = =0,77;

K_LV=1 - коэффициент, учитывающий глубину сверления;

K_ИV = 1;

К_V = 1·0,77·1= 0,77,

Т = 15 мин;

С_V = 3,5;

q = 0.50;

y = 0.45;

m = 0.12 ;

,

г) Расчет крутящего момента Н*м, осевой силы Н рассчитывается по формуле (12) и (13):

Мкр=,

,

где = 0.041;

= 143;

q (для Мкр) = 2,0;

q(для )=1,0;

y (для Мкр) = 0.7;

y (для ) = 0.7;

==;

=637;

n = 0.75.

,

=Н),

д) Мощность резания рассчитывается по формуле (15):

N=(кBт),

n - частота вращения шпинделя рассчитывается по формуле (16).

n = об/мин.

Мощность станка Nст=10 кВт, следовательно, рассчитанные режимы подходят для данного станка.

Переход 3 (Зенковать отверстия 13,5^+0,07 3 шт.):

а) Глубина резания t = 0,5;·D=(13,5 - 12)·0,5=0,75 мм;

б) Подача S = 0,5 мм/об ;

в) Скорость резания:

, (18)

где С_V, q, m, y - коэффициент и показатели степеней в формуле скорости резания при зенкеровании;

Т - период стойкости, мин;

К_V - общий поправочный коэффициент на скорость резания;

К_V = K_MV Ч K_LV Ч K_ИV,

где K_MV - коэффициент на обрабатываемый материал,

K_MV = =0,77,

K_LV=1 - коэффициент, учитывающий глубину зенкерования;

K_ИV = 1;

К_V = 1·0,77·1= 0,77,

Т = 25 мин;

С_V = 18;

q = 0.60;

y = 0.3;

m = 0.25;

x = 0,2;

г) Расчет крутящего момента Н*м, осевой силы Н:

М_кр=,

,

C_M = 0.106;

С_P= 140;

q (для Мкр) = 1,0;

q(для )=1,2;

y (для Мкр)= 0.8;

y (для ) = 0.65;

x (для Мкр) = 0.9;

x (для ) = 1.2;

==;

=637;

n = 0.75;

Мкр= (Н·м),

=(Н),

д) Мощность резания:

N= (кBт),

n - частота вращения шпинделя.

n = об/мин;

Мощность станка Nст=10 кВт, следовательно, рассчитанные режимы подходят для данного станка.

Переход 4 (Развернуть отверстия до 14^+0,027 3 шт.):

а) Глубина резания t = 0,5;·D=(14 - 13,5)·0,5=0,25 мм;

б) Подача S = 0,5 мм/об;

в) Скорость резания определяется по формуле (17):

,

где С_V, q, m, y - коэффициент и показатели степеней в формуле скорости резания при зенкеровании;

Т - период стойкости, мин;

К_V - общий поправочный коэффициент на скорость резания;

К_V = K_MV Ч K_LV Ч K_ИV,

где K_MV - коэффициент на обрабатываемый материал,

K_MV = =0,77;

K_LV=1 - коэффициент, учитывающий глубину;

K_ИV = 1;

К_V = 1·0,77·1= 0,77,

Т = 25 мин;

С_V = 100,6;

q = 0.3;

y = 0.65;

m = 0.4;

x = 0;

г) Расчет крутящего момента, Н·м:

Мкр=, (19)

где С_М=140;

q (для Мкр) = 1,0;

y (для Мкр) = 0.8;

x (для Мкр) = 0.9;

Мкр= (Н·м),

д) Мощность резания:

N=(кBт),

n - частота вращения шпинделя.

n = (об/мин).

Мощность станка Nст=10 кВт, следовательно, рассчитанные режимы подходят для данного станка.

Переход 5 (Фрезеровать открытый шпоночный паз)

а) Размер инструмента D=30мм; Z=6;

б) Определяем подачу на зуб фрезы:

для D=30мм, Z=6, по карте 161 нормативов [8] S_z=0,05 мм/зуб;

в) Выбираем скорость резания, частоты вращения, минутную подачу.

Для ; B=30; t=25 и S_z=0,05;

По карте нормативов 162 [8] рекомендуется =280 об/мин, S_m=69мм/мин, n=250 об/мин.

Минутная подача

Sm=Zn=0,05*6*250=75 (мм/мин), (20)

г) Мощность резания:

Для частоты вращения n=250 об/мин, N=6,5 кВт;

Мощность станка N_ст=10 кВт, следовательно, рассчитанные режимы подходят для данного станка.

Переход 6 (Сверлить отв. 4,5):

а) Глубина резания t = 0,5;·D=4,5·0,5=2,25 мм;

б) Подача S = 0,14 мм/об;

в) Скорость резания рассчитаны по формуле (9):

,

где С_V, q, m, y - коэффициент и показатели степеней в формуле скорости резания при сверлении;

Т - период стойкости, мин;

К_V - общий поправочный коэффициент на скорость резания рассчитан по формуле (10);

К_V = K_MV Ч K_LV Ч K_ИV,

где K_MV - коэффициент на обрабатываемый материал,

K_MV = =0,77;

K_LV=1 - коэффициент, учитывающий глубину сверления;

K_ИV = 1;

К_V = 1·0,77·1= 0,77,

Т = 15 мин;

С_V = 3,5;

q = 0.50;

y = 0.45;

m = 0.12;

,

г) Расчет крутящего момента Н*м, осевой силы Н:

Мкр=,

,

где C_M = 0.041;

C_P = 143;

q (для Мкр) = 2,0;

q(для )=1,0;

y (для Мкр) = 0.7;

y (для ) = 0.7;

К_p==;

=637;

n = 0.75;

=Н),

д) Мощность резания:

N= (кBт),

n - частота вращения шпинделя.

n = (об/мин),

Мощность станка Nст=10 кВт, следовательно, рассчитанные режимы подходят для данного станка.

Переход 7 (Нарезать резьбу М5-7Н)

а) Выбор подачи.

Подача соответствует шагу резьбы метчика М5,0х0,5 и равна S = 2 мм/об.

б) Определение скорости резания. По нормативам скорость резания для стали при нарезании резьбы М5,0х0,5 машинным метчиком v= 11,1 м/мин.

в) Частоту вращения шпинделя при нарезании резьбы определяем по формуле

n = v* 1000/(р*D)= 11,1 * 1000/(3,14*16) = 221 об/мин.

Принимаем ближайшую частоту вращения по паспорту станка n = 250 об/мин.

г) Определяем фактическую скорость резания:

v = рDn/1000 = 3,14* 16*250/1000= 12,5 м/мин.

д) Мощность резания:

Для частоты вращения n=250 об/мин, N=6,5 кВт.

Мощность станка Nст=10 кВт, следовательно, рассчитанные режимы подходят для данного станка.

3.1.6 Определение норм времени на разработанные операции механической обработки ТП

Определим нормы времени для операции 020 Вертикально-сверлильную с ЧПУ.

1) Основное время определяется по формуле:

, (21)

где L - длина пути инструмента;

n - число оборотов шпинделя в минуту;

s - подача на один оборот шпинделя в мм/об;

i - число проходов.

Таблица 22

Т_шт = 3,611+1,44+0,127 = 5,18 (мин),

Штучно-калькуляционное время:

, (23)

=5,2 (мин),

3.1.7 Технико-экономическое сравнение 2 вариантов механической обработки ТП

Технические параметры трех станков представлены в таблице 23. Предлагается заменить одним станком вертикально-сверлильным с ЧПУ 2Р135Ф2-1 два станка 2Н135 и 675.

Таблица 23

где С - стоимость механической обработки в руб.;

С_пз - величина часовых приведенный затрат, руб./час;

Спз = Сз + Счз + Ен (Кс + Кз), (25)

Производственная санитария

Выделения пыли при токарной обработке провоцируют возникновение дисперсных систем, которые состоят из твердых частиц детали и инструмента. Периодически попадая на слизистые оболочки работника, она служит причиной раздражения или повреждения глаз. Проникновение же в легкие через воздух, которым дышит работник, вызывает возникновение профессиональных заболеваний различной тяжести.

Испарения после использования СОЖ в воздухе цеха способствуют возникновению аэрозолей, размер жидких частиц в которых не менее 10 мкм. Такие «туманы» негативно сказываются на параметрах микроклимата, и, как следствие, на работе сотрудников. Систематическое действие СОЖ отрицательно сказывается на слизистой оболочке глаза, провоцируя раздражение. Также это может служить причиной ухудшения состояния кожи.

Основные параметры микроклимата в цехе:

- температурой воздуха;

- относительной влажностью;

- скоростью движения воздуха на рабочем месте.

- освещением.

Для нормальной организации своей трудовой деятельности человеку необходимо комфортные температура, влажность и скорость движения воздуха. Оптимальная величина относительной влажности составляет 40% - 60% [26]. Если уровень влажности на месте работы повышен (более 85%), это начинает усложнять терморегуляцию организма из-за снижения испарения пота, напротив слишком низкий уровень влажности (ниже 20%), приводит к пересыханию слизистых оболочек дыхательных путей.

Из-за подачи воды систему отопления от собственной котельной, наиболее эффективной в санитарно-гигиеническом плане является система водяного отопления.

Чистоту воздуха в цехе обеспечивает приточно-вытяжная вентиляция. Конструкция станков позволяет присоединять вытяжную насадку, так пыль и туман, образовавшиеся в процессе резания, удаляются из неё, не распространяясь по всему цеху. Станки, во время применения которых используется СОЖ, выделяющей в процессе резания вредные аэрозоли, оборудуются гидроприемниками. Гидроприемники - приспособления к индивидуальной или групповой вентиляционной установке для удаления вредных аэрозолей.

Освещение

При выполнении точных зрительных работ обязательно совместное использование общего и местного освещения. Уровень освещенности определяется согласно нормам, установленным в [27].

В данном производственном помещении источниками общего освещения являются люминесцентные лампы ЛДЦ80-4. Станки оборудованы стационарными устройствами местного освещения.

Вибрация

Угнетающий уровень вибрации оборудования провоцирует виброболезнь, лечение которой будет успешно осуществляться только на начальной стадии. Вибрация, возникающая при неправильной эксплуатации и отладке станка, а также при неточной установке детали на станке может вызвать неприятные ощущения у находящегося в контакте со станком человека (рабочего, наладчика).

От вибрации можно защититься, усовершенствовав кинематические схемы и работу механизмов. Для снижения вибрации конструкции используют упругую подвеску, амортизацию, изолируют опоры. Обувь на толстой виброгасящей подошве отлично подходит для снижения локальной вибрации на рабочем месте.

Значительному снижению вибрации станка способствует применение зубчатых передач вместо ременных. Они повышают плавность работы.

Шум

Постоянный шум на рабочем месте может быть причиной снижения производительности труда. Также данный фактор способствует росту брака, увеличению вероятности получения производственных травм. Шум оказывает воздействие на психологические параметры работника, что впоследствии может привести к индивидуальным расстройствам. Присутствует риск появления заболеваний, таких как гипертоническая и язвенная болезни. Интенсивное действие производственного шума служит причиной снижения слуха, а иногда и глухоты.

Понижение уровня шума зубчатых передач при работе станков выполняется тем, что коробки передач скоростей и редукторы помещаются в звукоизолирующие кожухи. Кроме того, зубчатые колеса заключаются в масляные ванны. Снижение уровня шума электродвигателей металлорежущих станков выполняется хорошей динамической балансировкой ротора двигателя, увеличением жесткости корпуса двигателя, вала ротора, подшипников.

Уменьшению шума в цехе также достигается установкой в цехе облицовки из звукоизолирующего материала. Выполнение планового ремонта дает возможность снизить шум, связанный с износом деталей.

Техника безопасности

При работе на станках из-за несоблюдения правил безопасности могут произойти несчастные случаи вследствие ранения стружкой, при прикосновении к вращающимся патронам, планшайбам и зажимным приспособлениям на них, а также к обрабатываемым деталям.

При операциях, связанных с резанием, появляется стружка. В процессе фрезерования появление отлетающей стружки является особо опасным фактором для рабочих. Наиболее значима для обеспечения безопасной работы фрезеровщика установка режущего инструмента.

Для того, чтобы безопасно удалить стружку, необходимо сначала ее раздробить. Для это используется специальное оборудование - стружкоотводчики.

Необходимым является установка заграждения вокруг движущихся частей станка для повышения уровня безопасности на рабочем месте. Также для повышения уровня безопасности в зоне обработки на фрезерных и сверлильных станках с ЧПУ используют защитные экраны. При этом экранируется зона обработки не только со стороны рабочего места, но также и со стороны противоположной рабочему месту.

Данные ограждения должны быть подвижны и с легкостью отводятся при установке и снятии заготовок, чтобы не создавать ограничений при работе на станке. Ограждение ременной передачи привода главного движения станка осуществляется металлическим откидывающимся кожухом, штампованным или клепанным из листовой стали толщиной 1,5 мм.

Электробезопасность

Чтобы снизить риск поражения работников электрическим током, при возникновении напряжения на конструктивных частях электрооборудования, как правило, устанавливают защитное заземление. Это искусственное электрическое соединение с землей или токоведущими частями, сделанными из металла, которые являются ее эквивалентом. Основной принцип работы данного устройства - уменьшение до безопасного значения уровня тока.

Необходимым является регулярное инструктирование работников по технике безопасности при работе с электрическим оборудованием.

Пожарная безопасность

Главные факторы появления пожаров и, как следствие, несчастных случаев на производстве обусловлены неосторожным обращением с огнем, некорректной работой электрических сетей, несоблюдением основных требований при использовании электроустановок, оборудования в производственном помещении. Очень опасны пожары с применением электроэнергии. Основной причиной их возникновения служит короткое замыкание. Оно может происходить из-за перегрузки электросетей, Также могут представлять потенциальную опасность оставленные без присмотра включенные в электросеть электронагревательные приборы. Основной причиной коротких замыканий служат неисправности изоляции проводов, вызванные их длительной эксплуатацией или механическим повреждением. Перегрузка электросети происходит при включении в сеть электроустановок большей мощности, чем рассчитанная.

Во избежание возникновения пожаров строго выполняются меры пожарной безопасности. На механическом участке это достигается путем:

а) применения негорючих и трудно горючих веществ и материалов вместо пожароопасных

б) ограничения применения горючих веществ

в) предотвращения распространения пожара за пределы очага, т.е. применения противопожарных преград

г) использования средств пожаротушения, в данном случае применяются углекислотные огнетушители

Обеспечение пожарной безопасности достигается в первую очередь использованием автоматических средств обнаружения пожаров, так как дает возможность проинформировать дежурный персонал о пожаре и месте его возникновения. В данном механическом цехе используются дымовые извещатели ДИП-1.

Чтобы не допустить риск возникновения пожара на рабочем месте, работники используют станок согласно требованиям, указанным в его паспорте и эксплуатационными параметрами. Для предупреждения возгорания посторонних предметов и материалов, запрещается заставлять ими прилегающее к станку место.

Расчет искусственного освещения

В механическом цехе предприятия ОАО «Тантал» используется для освещения люминесцентная лампа ЛДЦ80-4. Люминесцентной лампе ЛДЦ80-4 соответствует световой поток Фл = 3380 лм². Число ламп в светильнике - 2 штуки, число светильников - 20 штук. Рассчитаем световой поток одной лампы и определим, подходит ли данный тип лампы для данного помещения по нормам безопасности.

Освещенность в механическом цехе Е, лк определяется из формулы:

, ( 37)

где Е - освещенность цеха, лк;

з - коэффициент использования светового потока ламп, зависящий от КПД и кривой распределения силы света светильника, коэффициента отражения потолка сп, стен сс и пола р (сп = 50 %, сс = 30 %, р = 10%), высоты подвеса светильника и показателя помещения i;

N - число светильников, шт;

m - число ламп в светильнике, шт, m = 2;

S - площадь помещения, м²;

z - поправочный коэффициент, учитывающий неравномерность освещения; z=1,1;

К - коэффициент запаса, учитывающий загрязнение светильников и наличие в воздухе пыли, дыма, копоти, К = 1,8;

, (38)

где Нр - высота светильников над рабочей поверхностью, м.

Нр = Н - hc - hp, (39)

где Н - общая высота помещения, м, Н = 9 м;

hc - высота от потолка до нижней части светильника, м, hc = 0,8 м;

hp - высота от пола до освещаемой поверхности, м, hp = 0,8 м.

Нр = 9 - 0,8 - 0,8 = 7,4 м;

А и В - два характерных размера помещения, м; А = 20 м, В = 9 м;

,

следовательно, з = 0,4.

(лк),

Уровни освещенности для токарных работ установлены в соответствии с действующими нормативными документами для люминесцентных ламп 150 лк [28]. Следовательно, используемая лампа не нарушает безопасность и соответствует необходимому освещению.

Расчет заземлителей

Основные меры, обеспечивающие электробезопасность при прикосновении к конструктивным частям электрооборудования - это контроль сопротивления изоляции.

Защитное заземление - намеренное соединение нетоковедущих частей, которые могут оказаться под током, с заземляющим устройством.

Контур заземления предполагается соорудить с внешней стороны с расположением вертикальных электродов по контуру. В качестве вертикальных заземлителей выступают электроды с размером 18.00 мм и длиной 3.00 м, которые погружаются в грунт. Верхние концы электродов располагаем на глубине 0.70 м от поверхности земли. К ним привариваются горизонтальные электроды из той же стали, что и вертикальные электроды.