Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Технологическая часть

1.1 Определение типа производства

Тип производства предварительно определяем по заданному объему выпуска изделий и массе, при годовом объеме выпуска деталей одного наименования от 101 до 500 штук, массой до 30 кг. Имеет место мелкосерийное производство. Масса детали - 6,8 кг

На заводе планируется выпускать 120 - 180 деталей в год. Присутствуют все признаки мелкосерийного производства: деталь изготовляется небольшими партиями; оборудование расположено не по ходу технологического процесса, а участками; рабочие места специализируются на выполнение нескольких операций; обработка деталей ведется как на универсальном, так и на специализированном оборудовании; рабочие высокой и средней квалификации; инструмент нормализированный и специальный; применяются универсальные, переналаживаемые и специализированные приспособления.

деталь кольцо припуск

1.2 Анализ технологичности конструкции детали

Деталь - кольцо нажимное - изготавливается на заводе из листа 12?480?480.

Материал детали - сталь Ст 3 ГОСТ 14637-89. Это углеродистая сталь обыкновенного качества, общего назначения. Сталь группы А, которая характеризуется только по механическим свойствам. Химический состав не регламентируется, но указывается в сертификате

С точки зрения механической обработки деталь имеет следующие недостатки в отношении технологичности.

Получение детали из листа требует большой трудоемкости, т.е. дополнительных предварительных операций для придания заготовке формы близкой к детали (газокислородная резка по шаблону).

Деталь достаточно технологична. Имеются надежные технологические базы и места для закрепления Допускается применение высокопроизводительных режимов обработки, с учетом материала детали. Обрабатываемые поверхности с точки зрения обеспечения точности и шероховатости не представляют технологических трудностей при применении многооперационного оборудования, позволяют вести обработку без применения специального инструмента.

Деталь имеет удобные базовые поверхности.

Требования по точности размеров:

линейные размеры: 5±0,3,43±0,2,30^,18⁺¹_,12, 10⁰ ±2'30' - соответствуют 7 - 14 квалитетам точности.

диаметральные размеры: 472_-0,2, 326±0,3, 386±0,2, R2, R9 - соответствуют 7 - 14 квалитетам точности.

Качество поверхностного слоя регламентировано шероховатостью основных поверхностей детали по Rz40 - 80, 472 Rz25

1.3 Выбор метода получения заготовки

Получение заготовки из листа, как это делается на заводе, нежелательно, т.к. при таком методе получения заготовок очень низкий коэффициент использования материала, большие припуски на механическую обработку и заготовка менее близка по форме к готовой детали.

Заготовку кольца нажимного выполнять литьем нежелательно, т.к. отливки, как правило, имеют литейные дефекты и, также большие припуски на механическую обработку

Наиболее удобно получать заготовку для кольца нажимного вырубкой методом листовой штамповки. При таком методе получения заготовки наиболее высокий коэффициент использования материала, заготовка более близка по форме к готовой детали и небольшие припуски на механическую обработку. Выбор этого метода приведет к сокращению времени обработки и к уменьшению металлоемкости.

1.4 Разработка и обоснование вариантов предлагаемого технологического процесса

Анализ существующего технологического процесса

Деталь - кольцо нажимное, изготавливается на заводе в условиях мелкосерийного производства, на универсальном оборудовании с применением, в основном, стандартных оснастки и инструмента.

Технологический процесс состоит из следующих операций механической обработки:

После заготовительной операции производится обработка на токарно-карусельном станке 1512: растачиваются, предварительно выдерживая размеры 326.

Контрольная операция.

Токарная операция на станке 16К25: точится 472.

Контрольная операция.

Токарная операция на станке 16К25: подрезается предварительно и окончательно торец 472 / 326 в размер 13,5 мм.

Контрольная операция.

Токарная операция на станке 16К25: подрезается предварительно и окончательно торец 472 / 326 в размер 12 мм, точится угол 12°±2°.

Контрольная операция.

Фрезерная операция на станке FSS-400: фрезеруются 36 пазов в размер 18?30.

Контрольная операция.

Слесарная операция: зачистить заусенцы после фрезерования и снять острые кромки.

Промывочная операция для очистки детали от грязи и масел.

Контрольная операция на столе ОТК: проверить готовую деталь на соответствие размеров и требований чертежа, отсутствие заусенцев, острых кромок, соответствие чертежу соответствие шероховатости поверхности.

Разработка нового технологического процесса

Предлагаемый усовершенствованный технологический процесс существенно не изменяет порядок обработки поверхностей детали, производится в такой же последовательности.

Технологические особенности и высокие требования к точности детали не позволяют полностью обработать деталь на обрабатывающем центре. В новом технологическом процессе предлагается получать заготовку путем штамповки, что приводит к существенному сокращению металлоемкости и трудоемкости изготовления.

После получения заготовки, на токарном станке 16К25 производится черновое и чистовое обтачивание наружного 472_-0,2, подрезание торца 472 / 326 в размер 13,5 мм.

Далее на этом же станке 16К25 производится расточка внутреннего диаметра 326, начерно и начисто подрезаются торец: 472 / 326 в размер 12 мм_.

Далее точится угол 12°±2° притупить острые кромки^.

Далее разработано два варианта: 1) На фрезерном станке с ЧПУ СВМ1Ф4 фрезеруются 36 пазов по программе, выдерживая размеры 18^+1,30. Угол10⁰ ±2'30', радиусы R2, R9 обеспечиваются управляющей программой. Зенковать фаски 1,5?45° по программе.

2).Методом штамповки штамповать 36 пазов, выдерживая все размеры.

Назначение маршрута обработки детали

Операция 010 (Токарная)

1. Обточить 472 начерно.

2. Чистовое обтачивание 472.

3. Предварительно и окончательно подрезать торец 472

4. Притупить острые кромки.

Операция 015 (Токарная)

1. Черновое растачивание 326.

2. Подрезать торец 472/326 предварительно и окончательно.

3. Предварительно точить угол 12°± 2°

4. Получистовое точение угла 12°± 2°

5. Чистовое точение угла 12°± 2°

6. Притупить острые кромки.

Первый вариант

Операция 020 (Фрезерная с ЧПУ)

1. Фрезеровать 36 пазов в размер18⁺¹,30, выдерживая R2, R9 мм.

2. Зенковать фаски 1,5?45°.

Второй вариант

Операция 020 (Штамповка)

Штамповать на прессе «КД2128Е» 36 пазов последовательно в размер 18⁺¹,30, выдерживая R2, R9 мм.

1.5 Характеристика оборудования

Для токарной обработки назначаем использование токарного станка 16К25.

Таблица 1.2. Паспортные данные станка 16К25

ПАРАМЕТР	ЗНАЧЕНИЕ
Наибольший диаметр обрабатываемой заготовки	500 мм
Частота вращения шпинделя, об/мин	12,5-1600
Число скоростей шпинделя	22
Наибольшее перемещение суппорта: продольное поперечное	645-1935 300
Подача суппорта, мм/об (мм/мин): продольная поперечная	0,05-2,8 0,025-1,4
Скорость быстрого перемещения суппорта, мм/мин: продольного поперечного	3800 1900
Мощность электродвигателя главного привода, кВт	11
Габаритные размеры, мм: длина ширина высота	2505-3795 1240 1500
Масса, кг	2925-3775

Приведенные паспортные данные удовлетворяют условиям изготовления кольца нажимного для двигателя ТАД-3, а экономические качества и количество инструмента позволяют сократить количество операций.

Кроме того, за счет получения заготовки методом штамповки, возможно использовать 1 станок на несколько операций, что существенно сокращает капитальные вложения.

- Для фрезерной обработки назначаем использование многоцелевого станка с ЧПУ СВМ1Ф4.

Специализированный вертикальный многооперационный станок с ЧПУ и автоматической заменой инструмента модели СВМ1Ф4 предназначен для высокопроизводительной обработки по программе деталей сложной конфигурации из черных металлов, легированных и легких сплавов.

Накладной поворотный стол, управляемый по программе, используется для делительных работ, а также для обработки деталей с постоянной или переменной круговой подачей.

На станке могут выполняться различные виды обработки: фрезерование, сверление, зенкерование, нарезание резьбы в сквозных отверстиях, растачивание, развертывание и обработка криволинейных поверхностей.

Таблица 1.3. Паспортные данные станка с ЧПУ СВМ1Ф4.

ПАРАМЕТР	ЗНАЧЕНИЕ
Наибольший размер заготовки, мм: длина: ширина: высота:	750 320 200
Наибольший размер обрабатываемой поверхности, мм: длина: ширина:	650 240
Наибольшая масса заготовки, кг	200
наибольший наружный размер устанавливаемой фрезы, мм	80
Наибольший вылет инструмента от торца шпинделя, мм	220
Наличие накопителей инструмента	да
Дискретность задания перемещений, мкм: в продольном направлении: в поперечном направлении: в вертикальном направлении: круговой координаты:	10 10 10 10
Точность позиционирования, мкм: в продольном направлении: в поперечном направлении: в вертикальном направлении:	40 30 50
Количество управляемых осей координат	3
Количество одновременно управляемых осей координат: при линейной интерполяции: при круговой интерполяции:	3 2
Пределы частот вращения шпинделя, об/мин	40 - 2000
Пределы рабочих подач стола, мм/мин	6 - 1700
Скорость быстрых перемещений стола, мм/мин в продольном и поперечном направлении: в вертикальном направлении:	5000 2500
Наибольший крутящий момент на шпинделе, кНм	0,335
Мощность привода главного движения, кВт	5,5
Габаритные размеры, мм длина: ширина: высота:	3650 3480 2700
Масса, кг	4750

В качестве пресса выбираем пресс КД2128Е.

Пресс однокривошипный открытого простого действия. Предназначен для выполнения различных операций холодной штамповки.

Таблица 1.4 Паспортные данные пресса КД2128Е

ПАРАМЕТР	ЗНАЧЕНИЕ
Номинальное усилие пресса, кН	630
Ход ползуна, мм: наименьший наибольший	10 100
Число ходов ползуна в минуту.	125
Размеры стола, мм: слева - на право спереди - назад	710 480
Расстояние между стойками станины в свету, мм	340
Расстояние от оси ползуна до станины (вылет), мм	260
Толщина подштамповой плиты, мм	85
Расход сжатого воздуха за одно включение пресса, л.	1,6
Габаритные размеры пресса, мм: слева - на право спереди - назад высота	1500 1690 2890
Масса, кг	5432

1.6 Назначение и расчет припусков на механическую обработку

Аналитический расчет

диаметральный размер O472

Таблица 1.4

Полученные предельные припуски, мкм	2zmax	-	11500	1300
	2zmin	-	8100	900
Принятые (округленные) размеры по переходам, мм	dmax	484,8	473,3	472
	dmin	480,8	472,7	471,8
Допуск на изготовление Td, мкм	4000	630	200
Расчетный минимальный размер dmin, мкм	480,732	472,632	471,8
Расчетный минимальный припуск 2z min, мкм	-	2 х 4050 8100	2 х416 832
Элементы припуска, мкм	е	-
	?(с)	3600	216	8,64
	h(Т)	250	100	25
	RZ	200	100	25
Элементарная поверхность детали и тех. маршрут ее обработки O 472	Заготовка (штампованная)	Черновое точение	Чистовое точение

Технологический маршрут обработки отверстия O472_-0,2 состоит из следующих операций: черновое точение и чистовое точение.

По таблице 4.7 (стр. 66 [1]) определим суммарное значение пространственных отклонений для различных видов заготовок и механической обработки:

По ГОСТу 7505-89 определяем - смещение по поверхности разъема штампа. По таблице 17 (стр. 186 [3]) определяем величину .

Таким образом, получим:

Остаточное пространственное отклонение после чернового точения:

,

где - коэффициент уточнения формы (стр. 73 [1])

Остаточное пространственное отклонение после чистового точения:

,

Рассчитанные величины занесем в таблицу 1.4

Погрешность установки:

- т.к. заготовка закрепляется в самоцентрирующимся трехкулачковом патроне;

Рассчитанные величины занесем в таблицу 1.4

Определение величины расчетных припусков

На основании записанных в таблице данных производим расчет минимальных значений межоперационных припусков, пользуясь основной формулой:

Минимальный припуск под:

§ черновое точение

§ чистовое точение

Рассчитанные величины занесем в таблицу 1.4

Расчетный размер рассчитываем по формуле:

§ черновое точение

Рассчитанные величины занесем в таблицу 1.4

Диаметр заготовки:

Допуск на изготовление выбираем по таблице 32 (стр. 192 [3]) в зависимости от квалитета точности.

Минимальные предельные значения припусков равны разности наибольших предельных размеров выполняемого и предшествующего переходов, а максимальные значения - соответственно разности наименьших предельных размеров.

Рассчитанные величины занесем в таблицу 1.4

График расположения припусков и допусков

1.7 Базирование и закрепление заготовки. Расчет погрешности базирования

При обработке заготовки на токарном станке 16К25 базирование и закрепление будем производить по внешней и внутренней поверхности в трехкулачковом самоцентрирующем патроне с упором в торец:



Рис. 1 Закрепление и базирование заготовки

Таким образом, погрешность базирования , т.к. измерительная и установочная базы совпадают.

1.8 Укрупненный анализ технологического процесса

Выбор технологического оборудования

Выбор модели станка зависит:

1. От метода обработки:

2. От типа производства:

3. От габаритов и массы заготовки;

4. От мощности привода станка;

5. От возможности приобретения;

6. От точности станка;

7. От производительности станка.

Модели станков по операциям.

Операция 010,015 токарная.

Выбираем токарный станок модели 16К25:

Операция 020, фрезерная.

Выбираем фрезерный станок с ЧПУ модели СВМ1Ф4:

Операция 020, штамповка.

Выбираем пресс модели КД2128Е.

Модель станка	Типоразмер	Ряд чисел оборотов, об/мин	Ряд чисел подач	Мощность ЭД, кВт	Точность
			мм/об	мм/мин
Токарный	16К25	12,5-1600	0,025-1,4		11	Н
Многоцелевой с ЧПУ	СВМ1Ф4	40-2000	0,1-0,6	6-1700	5,5	Н
Пресс	КД2128Е				7,5	Н

1.9 Расчет режимов резания

Расчет режимов резания по операциям

· Черновое точение O472

Выбираем резец 2103 - 0059 ГОСТ 18879 - 73 с пластиной из твердого сплава Т15К6.

Число проходов: 2

Глубина резания:

Подача: (по таблице 11 [3]);

Скорость резания определяется по формуле:

,

где ; ; ; - коэффициент и показатели степени по таблице 17 [3];

- среднее значение стойкости инструмента;

где

- общий поправочный коэффициент на скорость резания;

- поправочный коэффициент, учитывающий физико-механические свойства обрабатываемого материала (таблица 1 [3]):

где - коэффициент, характеризующий группу стали по обрабатываемости

- показатель степени;

- поправочный коэффициент, учитывающий влияние состояния поверхности заготовки (таблица 5 [3]);

- поправочный коэффициент, учитывающий влияние инструментального материала (таблица 6 [3]);

Тогда получим:

Частота вращения шпинделя:

Уточняем частоту вращения шпинделя по стандартному ряду частот:

Тогда:

Сила резания:

;

где ;

;

;

;

;

.

После подстановки:

;

Мощность резания:

;

;

Мощность главного привода станка 16К25 по паспортным данным равна Nст=11 кВт Np<Nст, отсюда делаем вывод, что выбранные режимы резания прошли проверку по мощности.

· Фрезерование паза 18?30

Выбираем концевую фрезу D=18 мм ГОСТ17025-71.

Глубина фрезерования: t=8 мм

Ширина фрезерования: В=18 мм

Подача:

Скорость резания определяется по формуле:

,

где (табл. 39 стр. 287 [3])

,

где - коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала.

- коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки.

- коэффициент, учитывающий материал режущей части инструмента.

Тогда получим:

Частота вращения фрезы:

Уточняем частоту вращения шпинделя по стандартному ряду частот:

Тогда:

Сила резания:

,

где (табл. 41 [3]).

,

где n=0,3

Тогда

После подстановки:

Мощность резания (эффективная):

Мощность главного привода станка СВМ1Ф4 по паспортным данным

равна Nст=5,5 кВт Np<Nст, отсюда делаем вывод, что выбранные режимы резания прошли проверку по мощности.

Крутящий момент на шпинделе:

Таблица 1.7 Расчетные режимы резания

№ операции	№ перехода	Глубина резания, t мм	Подача	Скорость резания, м/мин	Частота вращения, об/мин
			мм/об	мм/мин
010	1 2 3 4	5,5 0,5 1,5 1	0,3 0,2 0,5 1,1	39 46 65 121	192,6 340,8 192,6 163	130 230 130 110
015	1 2 3 4 5 6	2,5 1,5 1,5 1 0,5 1	0,5 0,5 0,8 0,29 0,14 1,1	90 65 120 72,5 53,2 121	184,2 192,6 153,5 256 388 163	180 130 150 250 380 110
020 ФРЕЗЕРНАЯ	1 2	8 1,5	0,1 0,3	105 510	59,3 26,6	1050 1700

1.10 Расчет и назначение норм времени

Расчет штучного времени

Время, затрачиваемое на технологическую операцию изготовления единицы продукции, в общем случае складывается из двух частей:

,

где - штучно-калькуляционное время;

- штучное время изготовления единицы продукции;

- подготовительно-заключительное время;

- количество единиц продукции в партии.

Штучное время выражается формулой:

,

где - основное время;

- вспомогательное время;

- время на обслуживание рабочего места;

- время перерыва на отдых и личные надобности.

Основное время выражается формулой:

,

где - расчетная длина перемещения инструмента или стола;

- минутная подача;

- число рабочих ходов данного перехода.

Вспомогательное время выражается формулой:

,

где - время на установку и снятие детали;

- время на закрепление и открепление детали.

- оперативное время;

Время на обслуживание рабочего места:

,

где - время на организационное обслуживание;

- время на техническое обслуживание.

; ;

Данные, посчитанные по вышеприведенным формулам, занесем в таблицу 1.8

Таблица 1.8

№ операции	№ перехода	Размер обработки. D или b, мм	Длина обработки L, мм	Длина обработ. поверхности l, мм	Длина врезания l1, мм	Длина перебега l2, мм	Основное время То, мин	Вспомогательное время Тв, мин	Оперативное время Топер., мин	Время обслуж-я Тоб, мин	Время на отдых Тот, мин	Штучное время Тшт, мин	Подгот.-заключ. время Тп.з, мин	Штучно-калькул. время Тш.к, мин
010	1 2 3 4	O472 O472 O472/ O326 Острые кромки	19 19 76 4	15 15 73 1	3 3 2 2	1 1 1 1	0,487 0,413 1,169 0,033	1,15	3,252	0,160	0,163	3,575	15	6,703
015	1 2 3 4 5 6	O326 O472/ O326 12°±2° 12°±2° 12°±2° Острые кромки	17,5 76 80 80 80 4	13,5 73 77 77 77 1	3 2 2 2 2 2	1 1 1 1 1 1	0,194 1,169 0,666 1,103 1,503 0,033	1,45	6,118	1,583	0,306	8,007	15	9,882
020 Фрезеровка.	1 2	18+1?30 1,5?45°	33 3,5	30 1,5	3 2	0 0	0,314 0,006	1,34	1,66	0,0594	0,083	2,122	20	4,622

Тогда общая трудоемкость:

2. Конструкторская часть

2.1 Описание станочных приспособлений

Описание устройства приспособления для фрезерной операции

Для фрезерования 36-и пазов размером 18?30 необходимо закрепить деталь на столе станка СВМ1Ф4. Поэтому, проектируем приспособление, которое позволяет закрепить деталь и не создает помех в зонах обработки (чертеж приведен в графической части проекта).

Данное приспособление состоит из основания (поз. 1) в котором есть выемка. В выемку по наружному диаметру и торцу устанавливается заготовка. Прижимается заготовка с помощью четырёх прихватов (поз. 3), которые в свою очередь прижимаются при помощи болтов (поз. 4) и гаек (поз. 2). Приспособление крепится к столу станка при помощи Т образной головки болтов (поз4).

При такой схеме закрепления сила закрепления распределяется равномерно по окружности.

Описание устройства приспособления для сборки пакета ротора электродвигателя ТАД-3

Данное приспособление служит для набора и опрессовки пакета статора (чертеж приведен в графической части проекта).

На оправку (поз. 1) устанавливается кольцо нажимное по шпонке. Далее на эту оправку набираются листы и прокладки пакета статора по шпонке. Периодически в процессе сборки, производится рихтовка пакета с помощью 4-х рихтовочных клиньев (поз. 7). После того, как весь пакет статора собран и отрихтован, устанавливается второе кольцо нажимное по шпонке. Далее устанавливается шайба нажимная (поз. 3) с давильником (поз. 9) на винты (поз. 17).

После вышеизложенных операций пакет статора готов к прессовке и устанавливается на стол гидравлического пресса РУЕ-160. Прессовать пакет статора усилием 12Тс и затянуть винты (поз. 17) не снимая давления пресса. После затяжки винтов снимается давление пресса, проверяется длинна пакета статора.

Затем пакет вместе с приспособлением устанавливается на стол пресса и запрессовывается в корпус двигателя ТАД-3 до упора. Устанавливаются сегментные шпонки и обвариваются. Приспособление разбирается.

Описание работы штампа для вырубки 36 пазов

Данный штамп предназначен для вырубки 36 пазов в кольце нажимном (чертёж приведён в графической части проекта).

На нижнюю плиту (поз. 1) установлена опора (поз. 2) и зафиксирована штифтами (поз. 29) и винтами (поз. 24).В неё установлена матрица (поз. 3) и зафиксирована штифтами. В опору устанавливается заготовка. Устанавливается съемник (поз 7), пуансон (поз. 4) с пуансонодержателем (поз. 5) и прокладка (поз6). Верхняя плита устанавливается на колонки (поз. 9).

Далее штамп устанавливается на стол пресса КД2128Е. Для крепления штампа к столу станка предусмотрены четыре крепёжных отверстия на нижней плите.

Штампуется один паз произвольно, затем деталь поворачиваем на 90° и фиксируем фиксатором (поз. 17). Штампуем второй паз, далее передвигая, фиксатор по делительному устройству штампуем остальные пазы. Таким образом штампуются все 36 пазов.

Описание двигателя ТАД-3

Условное обозначение электродвигателя ТАД-3 расшифровывается следующим образом:

- буквенное обозначение (ТАД) - тяговый асинхронный двигатель;

- цифры после тире (3) - порядковый номер разработки;

Электродвигатель ТАД-3 предназначен для приведения в движение одного троллейбуса с обеспечением требуемых статических и динамических параметров движения.

Данный электродвигатель предназначен как для внутригосударственных поставок, так и для поставок на экспорт.

Основные номинальные параметры двигателя представлены в табл. 2.1:

Таблица 2.1

Наименование параметра	Норма
1. Мощность на валу (часовая), кВт	180
2. Номинальное линейное напряжение, В	450
3. Частота питающей сети, Гц	50
4. Частота вращения, об/мин
- номинальная	1500
- максимальная	4000
5. Скольжение, о.е.	0,0098
6. Кратность максимального момента, о.е.	3,6
7. Число фаз	3
8. Схема соединений	Звезда
9. Момент на валу, Нм	1150
10. Коэффициент мощности при номинальной Нагрузке, о.е.	0,9
11. Коэффициент полезного действия, %	93,0

3. Технико-экономическая часть

3.1 Технико-экономический анализ базового и нового технологических процессов

Темой дипломного проекта является усовершенствование технологического процесса изготовления детали: кольцо нажимное для статора электродвигателя ТАД-3. Деталь изготавливается на ОАО «ПЭМЗ» на универсальном оборудовании Усовершенствование достигается за счет применения другого оборудования по вариантам. В 1 варианте для получения пазов и внутреннего диаметра используется фрезерный станок, а во 2 варианте используется штамп. Это позволяет резко снизить трудоемкость изготовления детали в обоих вариантах. Снижается также себестоимость изготовления детали, снижается количество используемого оборудования. При этом повышается производительность труда. Также усовершенствование заключается в том, что мы будем получать заготовку штамповкой. Заготовка, полученная данным методом, более приближена по форме и размерам к готовой детали, следовательно, мы экономим материал и снижаем трудоемкость изготовления детали.

Усовершенствованный технологический процесс ориентирован на имеющееся в цехе оборудование.

Характеристики базового и нового технологических процессов приведены в таблице 3.1

Таблица. 3.1. Характеристика базового и нового технологического процессов

Характеристики	Базовый вар.	Новый вар. фрезерная	Новый вар. штамповка
Число операций мех. обработки	6	3	3
Тип оборудования	универсальное	универсальное и станки с ЧПУ	пресс
Тип принимаемой оснастки	специальная	специальная	специальная
Кол-во занятого оборудования	3	2	2
Суммарное штучное время, мин	32,8	17,4	15,6

3.2 Определение капитальных вложений по вариантам

Все расчеты выполняются по учебному пособию [5]: «Экономика и организация производства в дипломных проектах» К.М. Великанов и др.: Л., - «Машиностроение», 1986.

Прямые капитальные вложения в общем виде определяются по формуле:

,

где - капитальные вложения в оборудование, по вариантам, руб.;

- капитальные вложения в здание, по вариантам, руб.;

- капитальные вложения в оснастку, по вариантам, руб.

Капитальные вложения в оборудование

,

где к - число операций по изготовлению изделия;

- капитальные вложения в единицу технологического оборудования;

- количество технологического оборудования; =1;

- коэффициент занятости оборудования i-ой операции;

;

1 вар.;

2 вар.

Вложения в единицу технологического оборудования определяем по формуле:

.

Для исходного и нового технологических процессов вложения в технологическое оборудование приведены в таблицах 3.2 и 3.3.

Таблица. 3.2. Вложения в технологическое оборудование для исходного технологического процесса

Оборудование	, руб.	кол-во
Токарный станок 16К25	473000,0	2
Токарно-карусельный станок 1512	450000,0	1
Фрезерный станок FSS-400	565000,0	1
Газокислородный резак	680,0	1

Итого 1961680,0 5

Таблица. 3.3 Вложения в технологическое оборудование для нового технологического процесса

Оборудование	, руб	кол-во
Токарный станок 16К25	473000,0	1
1 вар. Фрезерный станок с ЧПУ СВМ1Ф4 2 вар. ПрессКД2128Е	800000,0 50000	1
Пресс КВ2534	46800	1

Итого 1 вар. 1319800 3

2 вар. 569800

С учётом коэффициентов занятости оборудования:

1 вар.

2 вар.

Энергооборудование входит составным элементом в технологическое оборудование. Капитальные вложения в энергооборудование отдельно не рассчитываются [5].

Механические и транспортирующие не закреплены за отдельными рабочими местами и по вариантам технологического процесса не изменяются, поэтому капитальные вложения в подъемно - транспортное оборудование не учитываем.

Капитальные вложения в здание

,

где - потребная площадь по вариантам на i-ой операции, ;

- коэффициент занятости площади;

- высота помещения цеха; =15 м.

- стоимость 1 производственного здания, руб.

Ориентировочно стоимость 1 по данным ОАО «ПЭМЗ» составляет

2700,0 руб.

.

1 вар..

2 вар.

Капитальные вложения в оснастку

В исходном технологическом процессе применяется специальная оснастка, стоимость которой принимаем 20% от стоимости оборудования. В новом технологическом процессе стоимость оснастки принимаем 20% от стоимости оборудования [5].

,

1 вар..

2 вар.

Суммарная величина капитальных вложений по вариантам.

,

1 вар.

2 вар.

3.3 Расчет себестоимости обработки кольца нажимного

Поскольку в сравниваемых вариантах технологических процессов изменяется способ получения заготовки. В базовом технологическом процессе заготовка вырезалась из листа . В новом технологическом процессе - заготовка штамповка.

Рассчитаем экономию на мтериалах:

Масса заготовки:

Планируемая годовая программа выпуска детали

шт./год.

Расходы на материал с учетом утилизации:

Базовый вариант:

Ц_м=28 руб./кг - цена стали

m=9,6 кг - масса заготовки в базовом технологическом процессе

k_т-з=1,04 - коэффициент, учитывающий транспортно-заготовительные расходы.

Тогда получим:

Новый вариант:

Значит, экономия на материале составит:

Технологическая себестоимость операции рассчитываем по формуле:

,

где - заработная плата рабочих, приходящаяся на изделие при выполнении i-й операции;

- затраты по эксплуатации оборудования, оснастки приходящиеся на изделие i-ой операции;

- затраты по использованию производственного здания, приходящиеся на изделие при выполнении i-й операции.

Затраты на изделие по заработной плате, по операциям

,

где - заработная плата основных и вспомогательных рабочих, приходящаяся на изделие, руб.;

- то же инженерно-технических рабочих (ИТР).

Заработная плата основных рабочих по операциям (руб./шт.-опер.) рассчитываем по формуле:

,

где - средняя часовая заработная плата основным рабочим по тарифу;

- коэффициенты, учитывающие приработок, дополнительную заработную плату и отчисления в фонд социального страхования; ;

- норма времени на i-ю операцию изготовления изделия, час/шт. - опер.

коэффициент, учитывающий число единиц оборудования, обслуживаемого одним рабочим; .

Ориентированная средняя часовая заработная плата по тарифу старого технологического процесса станочников IV разряда, работающих на универсальном оборудовании руб./час.

Ориентированная средняя часовая заработная плата по тарифу нового варианта технологического процесса станочникам III разряда

руб./час.

В новом варианте за счет сокращения вспомогательного времени уменьшилась норма времени на изготовление детали:

мин;

1 вар. мин.

2 вар. мин.

Величина заработной платы вспомогательных рабочих и заработная плата ИТР по вариантам не изменяется, поэтому при расчете заработной платы на изделие не учитывается.

Тогда заработная плата на изготовление детали по старому варианту:

По новому варианту:

1 вар.

2 вар.

Затраты на эксплуатацию оборудования по вариантам

Рассчитаем по формуле:

, руб./шт. - опер.

где - затраты на амортизацию оборудования

- затраты на ремонт оборудования;

- затраты на электроэнергию.

Затраты на амортизацию оборудования по вариантам

Затраты рассчитываются по формуле:

,

где - балансовая стоимость единицы оборудования, руб./ед:

;

1 вар..

2 вар..

- количество технологического оборудования, занятого при выполнении i-ой операции;

- коэффициент занятости оборудования выполнения i-ой операции изготовления данных изделий; ; 1 вар.; 2 вар.

а - норма амортизационных отчислений на замену оборудования в год;

; .

- годовое количество изделий, запускаемых в производство по вариантам, шт./год. =180 шт./год.

Тогда

Затраты на ремонт оборудования по вариантам

Рассчитываем по формуле:

,

где R - группа ремонтной сложности основной части оборудования: ;

1 вар.2 вар.

W - затраты на все виды ППР и межремонтного обслуживания за ремонтный цикл, приходящийся на единицу ремонтной сложности оборудования, руб. за цикл/ед. ремонт. сложности.

руб. за цикл/ед. рем. сложн.

1 вар.руб. за цикл/ед. рем. сложн.

2 вар.руб. за цикл/ед. рем. сложн.

- коэффициент, учитывающий затраты на ремонт энергетической части оборудования; =1,3;

- длительность ремонтного цикла, год/цикл; - 8 год/цикл.

- коэффициент, учитывающий влияние типа производства и т.п. =1,3.

Тогда

1 вар.

2 вар.

Затраты на электроэнергию, приходящиеся на изделие
по вариантам

Затраты на электроэнергию на операции рассчитываются по формуле:

, руб./шт.

где - годовой расход электроэнергии, кВт час/год;

- стоимость 1 кВт час электроэнергии, руб./кВт.час.

По данным ОАО «ПЭМЗ» руб./кВт*час. дет.

Величину годового расхода электроэнергии приходящуюся на годовой объем выпуска деталей рассчитываем исходя из нормы машинного времени на операцию и мощности электродвигателя станка,

,

где - суммарная установочная мощность электродвигателей оборудования;

- коэффициент загрузки по времени электродвигателей;

- коэффициент загрузки по мощности;

- коэффициент одновременной работы двигателей;=1;

- коэффициент, учитывающий потерю электроэнергии в сети завода,

;

- норма времени на i-ю операцию изготовления изделия;

- средний КПД электродвигателей;

- коэффициент выполнения норм времени на i-ой операции; =1,1;

- годовая программа выпуска.

Исходные данные для расчёта сведены в таблицу 3.4.

Таблица. 3.4. Исходные данные

Модель оборудования	Мощность эл. двиг. кВт	Кврi	KNi
Токарный станок 16К25	11	0,4	0,6	0,65
Фрезерный с ЧПУ СВМ1Ф4	5,5
Пресс КД2128Е	12
Токарно - карусельный станок 1512	30
Фрезерный станок FSS-400	7,5
Пресс КВ2534	14	0,5	0,8	0,65

Общая мощность электродвигателей станков, занятых изготовлением детали:

по старому варианту:

по новому варианту:

1 вар.

2 вар.

Находим величину годового расхода электроэнергии по вариантам:

кВт - час/год.

1 вар. кВт - час/год.

2 вар. кВт - час/год.

Тогда затраты на электроэнергию по вариантам:

1 вар.;

2 вар.

Затраты на эксплуатацию оборудования по вариантам:

,

1 вар..

2 вар.

Затраты на эксплуатацию оснастки

В общем виде затраты (руб./год-опер) рассчитываются по формуле:

,

где - затраты на приспособления;

- затраты на рабочие инструменты;

- затраты на мерительные инструменты.

Затраты на приспособления

,

где - балансовая стоимость одной единицы приспособлений d-го типоразмера;

- коэффициент, учитывающий затраты на ремонт приспособлений d-го типоразмера, ;

- количество единиц приспособлений d-го типоразмера;

- коэффициент занятости приспособлений d-го типоразмера, ;

- срок амортизации приспособлений d-го типоразмера, .

По данным ОАО «ПЭМЗ»:

- стоимость фрезерного приспособления:

- стоимость штампа:

- стоимость приспособления для станка FSS-400: составляет:

Затраты по приспособлениям по вариантам:

.

1 вар..

2 вар.

Затраты по режущему инструменту

Затраты без учета восстановления рассчитываем по формуле:

,

где - стоимость единицы рабочего инструмента;

- коэффициент, учитывающий случайную убыль инструмента, ;

- время полезной работы инструмента, ;

- стойкость рабочего инструмента, ;

- коэффициент, учитывающий отклонения принятой стойкости инструмента от экономически оптимальной, .

Результаты расчётов сведём в таблицу 3.5.

Таблица 3.5.

Наименование инструмента	, руб.		, час/шт.	, час/пер		, руб.
Фреза концевая 18 мм	85	1,2	0,013	1	0,9	1,47
Зенковка	75		0,011	1		1,1
Штамп	1200		0,008	1		12,8
Резец расточной	75		0,016	0,9		1,7
Резец расточной	75		0,018	0,9		2
Резец расточной	75		0,014	0,9		1,6
Резец расточной	75		0,01	0,9		1,1
Резец подрезной	60		0,006	0,9		0,53
Резец подрезной	60		0,006	0,9		0,53
Резец проходной	65		0,002	0,9		0,2
Резец проходной	65		0,002	0,9		0,2
Резец проходной	65		0,001	0,9		0,1
Резец проходной	65		0,001	0,9		0,1
Итого: 1 вар. 2 вар.	10,63 20,86

. 1 вар

2 вар.

Затраты по мерительному инструменту

Затраты по мерительному инструменту не рассчитываем, т.к. по двум вариантам используется одинаковый мерительный инструмент.

Тогда затраты на эксплуатацию оснастки по вариантам:

;

1 вар..

2 вар..

Затраты на содержание помещения по вариантам

Затраты на содержание помещения (руб./шт. - опер) рассчитываются по формуле:

,

где - площадь, для выполнения i-ой операции, м²;

;

1 вар.

2 вар. (см. п. 3.2.2.);

- коэффициент занятости площади,

;

;

- годовые расходы на содержание помещения, приходящиеся на 1 м² площади цеха,

.

;

1 вар..

2 вар.

Суммарная величина текущих затрат по вариантам представлена в таблице 3.6.

Таблица 3.6. Величина текущих затрат

Наименование затрат	Затраты по вариантам, руб./дет
	базовый	новый фрезеровка	новый штамповка
Заработная плата	6	3	2,6
Амортизация оборудования	980,84	585,85	269,07
Ремонт оборудования	11,94	20,49	14,32
Силовая электроэнергия	12,15	5,5	6
Оснастка	12,46	12,63	23,36
Содержание помещения цеха	165,8	138,4	90
Итого	1189,2	765,9	405,4

Величина текущих затрат за год:

;

1 вар..

2 вар.

3.4 Расчет показателей экономической эффективности

Экономия от снижения себестоимости продукции

,

где - себестоимость продукции за год при изготовлении ее по базовому варианту;

- то же по новому варианту.

В п. 3,3 были произведены расчеты стоимости заготовок и мы получили, что экономия на материале составляет , поэтому себестоимость будет равна: 1 вар.

2 вар.

Тогда получим:

1 вар..

2 вар.

Дополнительные капитальные вложения

Дополнительные капитальные вложения не требуются т.к. суммарная величина вложений:

по базовому варианту - ;

по новому варианту - 1 вар..

2 вар.

Экономия по приведенным затратам

,

где - приведенные затраты, обусловленные производством годового количества продукции по базовому варианту;

- то же по новому варианту.

Приведенные затраты по каждому варианту:

,

где - полная себестоимость продукции за год по вариантам;

- норма народнохозяйственной эффективности дополнительных капиталовложений,,;

- суммарная величина капитальных вложений по вариантам.

;

1 вар..

2 вар.

Тогда

1 вар..

2 вар.

Снижение трудоемкости изготовления одной детали

.

1 вар.

2 вар.

Рост производительности труда

1 вар..

2 вар.

Таким образом, из проделанных расчетов можно сделать вывод, что предлагаемый новый вариант механической обработки кольца нажимного является экономически выгодным.

Заключение

В результате проделанной работы в ходе выполнения дипломного проекта предложено два усовершенствованных варианта изготовления кольца нажимного. С применением в первом варианте станка с ЧПУ, во втором варианте штампа. с применением специальной технологической оснастки.

Предлагаемый вариант обработки кольца нажимного позволяет, сократить технологический процесс получения детали.

Спроектированы необходимые приспособления.

В экономической части дипломного проекта рассчитан годовой экономический эффект, получаемый в процессе изготовления детали по усовершенствованным вариантам. Из экономических расчетов можно сделать вывод, что внедрение нового варианта является экономически эффективным.

Литература

Солнышкин Н.П., Чижевский А.Б., Дмитриев С.И. Технологические процессы в машиностроении С-П, издательство СПбГТУ, 1998

Ансеров М.А. Приспособления для металлорежущих станков, Ленинград, «Машиностроение», 1975.

Горбацевич А.Ф. Курсовое проектирование по технологии машиностроение, Минск, «ВШ», 1975.

Анурьев В.И. Справочник конструктора - машиностроителя, Т3, М., Машиностроение, 1980.

Великанов К.М. Расчет экономической эффективности новой техники, Справочник, Л., «Машиностроение», 1975.

Морозов А.М. Охрана труда на производстве, Ленинград, 1966.

Полтев М.К. Охрана труда в машиностроение, М., «ВШ», 1980.

Климов В.И. Справочник инструментальщика - конструктора, издательство АЩГИЗ, 1958

Солнышкин Н.П., Чижевский А.Б., Дмитриев С.И. Технологические процессы в машиностроении С-П, издательство СПбГТУ, 1998.

Справочник технолога - машиностроителя в 2-х т. / Под. ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова Т.2 - М.: Машиностроение, 1985.

Размещено на Allbest.ru