Технологический процесс изготовления детали "вал-шестерня"

, кДж/ч

где Qс - количество тепла переносимое солнечной энергией через окна и аэрационные фонари, кДж/ч;

Fсв - площадь световой поверхности, м2, Fсв = 8,75*80 = 700 м2;

g - количество тепловой энергии переносимой через световую поверхность в 1 м2, кДж/(ч*м2), g = 840 кДж/(ч*м2) - для горизонтальных световых проемов;

? - коэффициент учитывающий вид застекления и его частоту, ? = 1 - при двойном остеклении и металлических переплетах рам.

кДж/ч

, кДж/ч

где Qр - количество тепла выделяемое работающими людьми, кДж/ч;

n1 - количество работающих в производственном помещении, n1 = 6 чел.;

k1 - тепло выделяемое одним человеком, кДж/ч, k1 = 420 кДж/ч - при работе средней тяжести;

кДж/ч

, кДж/ч

где Qр - тепло расходуемое через стены, окна, световые фонари, двери;

F - площадь поверхности ограждения, м2;

к2 - коэффициент теплопередачи конструкции ограждения, кДж/(г*м2*С);

n2 - поправочный коэффициент к расчетной разности температур;

tв, tн - температура воздуха, внутреннего и наружного, С;

В следствии того, что перепад температур воздуха внутри здания и снаружи (tв - tн) в летний период небольшой (3 - 5С) и величина коэффициентов к2 и n2 также незначительны (к2 = 4?12, n2 = 0,4?0,9), то при расчете воздухообмена по избытку тепловыделений потери тепла через конструкции зданий можно не учитывать.

С учетом сказанного, избыточное количество тепла:



кДж,

Плотность воздуха определяется по формуле, согласно [15]:

, кг/м3

где tпр - температура приточного воздуха, С.

кг/м3

Окончательно объем воздуха, необходимый для отвода избыточного тепла:

м3/ч

Объем воздуха, необходимый для поддержания концентрации вредных веществ в заданных пределах определяется по формуле:

, м3/ч

где G - количество вредных веществ, мг/ч, принимается с учетом мощности резания, G = 156 мг/ч - для токарных станков с аэрозолью СОЖ;

gуд - концентрация вредных веществ в удаляемом воздухе, мг/м3, которая не должна превышать предельно допустимую концентрацию, т.е.

gуд gпдк, 6 > 5, gуд = 5 мг/м3;

gпр - концентрация вредных веществ в приточном воздухе, кг/м3, принимается из условия gпр 0,3gпдк, gпр = 5*0,3 = 1,5 мг/м3.

Тогда объем воздуха необходимый для поддержания концентрации вредных веществ в заданных пределах:

м3/ч

5.2.3 Определение потребного воздухообмена

Для определения потребного воздухообмена (L) необходимо сравнить величины L1 и L2 и принять наибольшую из них L1 = 111232 (м3/ч), L2 = 34,67 (м3/ч), т.к. L1 > L2, то L1 = 111232 (м3/ч).

5.2.4 Расчет пылестружечноудаляющей установки станка

Установка состоит из вентилятора с электродвигателем, фильтра тонкой очистки, системы трубопроводов и служит для удаления пыли и мелкой стружки. Установка рассчитывается на производительность, создаваемое давление и мощность. Производительность определяется из условия равенства весовых расходов металла и воздуха.

Объем снимаемого металла-стружки при наружном точении равен:

, м3/с

где t - глубина резания, мм;

S - подача, мм/об;

V - скорость резания, м/с.

Так как при токарной обработке (черновое точение) - выделяется много пыли, стружки и эта операция является весьма продолжительной, то расчет объема снимаемого материала и дальнейшие расчеты ведутся по режимам вышеуказанной операции:

t = 7,3 мм; V = 154 м/мин; S = 0,6 мм/об;

t = 0,007 м; V = 2,5 м/с; S = 0,0006 м/об.

Тогда объем снимаемого материала:

м3/с

Масса снимаемой стружки и пыли определяется по формуле:

, кг/с

где с - плотность материала стружки, кг/м3, ?с = 9,56 кг/м3, согласно [15].

кг/с

Производительность, т.е. объем воздуха для удаления стружки, равен:

, м3/с

где ?в - плотность воздуха, в = 1,2 кг/м3, согласно [15].

м3/с

Величину давления воздушного потока можно получить из равенства веса отдельной стружки, ее подвижной силы, т.е.:

,

Откуда имеем:

, Н/м2

где l - длина отдельной стружки вдоль потока, м, l = 0,02 м;

С - парусность стружки, С = 0,8, согласно [15].

Н/м2

Величина скорости перемещения воздуха определяется по формуле:

, м/с

м/с

Мощность установки определим по формуле:

, Вт

Вт

По объему и скорости перемещения воздуха определим площадь сечения трубопроводов:

, м2

м2

Имея полученные данные можно спроектировать установку и подобрать к ней электродвигатель и вентилятор.

На рисунке 5.1. приведена схема пылестружкоприемника. Приемник 1 отсасывает от резца 2 стружку и пыль. Стружка с помощью циклона 3 собирается в емкость 4, откуда убирается. Пыль собирается в фильтре 5.

Рисунок 5.1 Пылестружкоприемник

5.2.5 Меры противопожарной безопасности

Основы противопожарной защиты предприятий определены [24].

В качестве профилактических мероприятий на участке используются:

- правильная эксплуатация машин, правильное содержание территории, противопожарный инструктаж рабочих и служащих;

- соблюдение противопожарных правил, норм при устройстве оборудования, отопления, освещения, правильное размещение оборудования;

- запрещение курения в неустановленных местах, проведения сварочных и других огневых работ в пожароопасных помещениях;

-своевременные профилактические осмотры, ремонты и испытания технологического оборудования.

Для предупреждения распространения пожара предпринимаются следующие меры:

- применение автоматических средств обнаружения пожаров;

- повышение огнестойкости зданий и сооружений путём облицовки или оштукатуривания металлических конструкций.

Для обеспечения тушения пожара в начальной стадии его возникновения используется система пожарных водопроводов и аппараты пожаротушения (смонтированные в зданиях стационарные установки, предназначенные для тушения пожара без участия людей, и огнетушители - пенные ОХВП-10 и углекислотные ОУ-2 по одному на каждые 700 м2 площади). Для обеспечения безопасности людей при пожарах в производственных помещениях предусматриваются пути эвакуации и устройства для удаления из помещений дыма (дымовые люки и т. п.)

5.3Разработка мероприятий по снижению вредного воздействия техпроцесса на участке на природу

Загрязнения окружающей среды подразделяются на две основные группы: материальные (вещества), включающие механические и химические загрязнения, и энергетические (физические) загрязнения.

Совокупность технических и организационных мероприятий позволяет свести к минимуму, или - в идеале - совершенно исключить выбросы в биосферу как материальных, так и энергетических загрязнений.

При проведении технологического процесса образуются побочные отходы. Например: минеральные масла, СОЖ и другие нефтепродукты.

Необходимым условием снижения уровня промышленного загрязнения окружающей среды и повышения эффективности производства является использование вторичных сырьевых ресурсов и отходов производства [17].

Количество масел, расходуемых на заводе, велико, что при достаточно высокой стоимости масел делает вопрос их повторного использования актуальным. Регенерация СОЖ, циркулирующих по системам смазки и охлаждения, заключается, прежде всего, в очистке их от посторонних включений - металлических и абразивных частиц, осуществляемой посредством фильтрования. Чаще всего для этой цели применяют магнитные фильтры типа ФМ, очищающие эмульсии от магнитных и немагнитных частиц. Возможна также очистка СОЖ с помощью ленточных фильтров и гидроциклонов.

В процессе эксплуатации минеральные масла, входящие в состав СОЖ, утрачивают свои первоначальные свойства и подлежат замене свежими.

Регенерация отработанных масел (в том числе растворенных масел из эмульсий) может осуществляться различным способом: жидкостной экстракцией с использованием гидроокисей в качестве экстрагентов; термической обработкой при температуре 300 - 400 0С с последующей гравитационной сепарацией; обработкой активированной отбеливающей глиной, ультрафильтрацией через мембрану, проницаемую для углеводородов и задерживающую взвешенные в масле примеси, в частности соединения металлов и т.д.

Воды, использованные промышленным предприятием, и подлежащие очистке от различных вредных примесей называются производственными сточными водами. Производственные сточные воды характеризуются рядом параметров - количеством и физико-химическими свойствами растворенных, эмульгированных и взвешенных веществ, степенью их токсичности, жесткостью (свойством, обусловленным присутствием в стоках растворенных солей кальция и магния), щелочностью, кислотностью, органолептическими характеристиками (запах, цвет, привкус) и т.д. Массовая концентрация загрязнений в стоках измеряется в миллиграммах или в граммах на литр (мг/л или г/л).

Важной характеристикой сточных вод является водородный показатель рН. Величина рН характеризует степень кислотности водных растворов. Химически нейтральные стоки имеют нейтральную реакцию (рН = 7). Меньшее или большее значение рН указывает соответственно на кислую или щелочную реакцию сточных вод.

Для очистки стоков машиностроительных предприятий в настоящее время применяются, главным образом, механические методы (процеживание, отстаивание, фильтрование), химические (нейтрализация, коагуляция, флокуляция) и физико-химические (флотация, отдувка, электрохимические методы), а также комбинированные.

Сточные воды завода содержат наряду с нефтепродуктами значительные количества примесей в виде взвешенных частиц. Удаление этих примесей (осветление сточных вод) производят различными методами, к числу которых относятся отстаивание в гравитационном поле (в отстойниках) и в поле центробежных сил (в гидроциклонах), флотация и фильтрование.

Выбор того или иного метода осветления зависит от концентрации взвешенного вещества. Степени дисперсности его частиц и требований, предъявляемых к очищенной воде.

Для предварительного удаления плавающих крупных или волокнистых загрязнений применяется процеживание стоков через решетки и сита [17]. При большом содержании в сточных водах грубодисперсных взвесей первой стадией осветления должно быть отделение частиц в песколовках различных конструкций.

Для выделения из сточных вод высокодисперсных минеральных примесей и легких органических взвесей обычно применяют отстойники и нефтеловушки (маслоловушки) различных типов. Конструкции применяемых в промышленности отстойников различны и зависят от расхода сточной воды, состава стоков и т.д.

Наиболее распространены горизонтальные отстойники, в которых частицы взвеси, оседая на дно или всплывая, движутся горизонтально вместе с осветляемой водой. В подобном отстойнике задерживаются лишь те частицы, которые успевают осесть на дно или подняться на поверхность воды в пределах его рабочей зоны. При больших количествах производственных сточных вод, подлежащих очистке, применяют радиальные отстойники, являющиеся конст-руктивной разновидностью горизонтальных отстойников. Образующийся в отстойнике и гидроциклоне шлам, представляющий собой смесь песка и масла, перед вывозом в отвал обезвоживается на фильтр-прессах или вакуум-фильтрах.

Степень очистки стоков от примесей далека от стопроцентной. Ввиду этого в последнее время широкое применение для осветления сточных вод, загрязненных легкими и высокодисперсными взвесями, получает метод флотации. Эффект флотации заключается в том, что дисперсированные в тонкой суспензии пузырьки воздуха прилипают к частицам взвеси и всплывают с ними на поверхность жидкости, образуя над ней пену флотационный шлам). В процессе флотации в пенный слой помимо твердых веществ переходят многие эмульсии, в том числе эмульсии нефтепродуктов и жиров, а также растворенные в сточных водах поверхностно-активные вещества различных классов. преимуществом флотации является высокая степень очистки (до 90 - 98%) от нерастворимых примесей и взвешенных веществ при незначительном времени пребывания вод (20 - 40 мин.) во флотационных установках.

Однако даже при самых эффективных режимах флотации остаточное содержание взвешенных веществ составляет не менее 10 - 15 мг/л [17].

Для сброса в водоемы и для некоторых объектов оборотного водоснабжения такой степени очистки недостаточно, и в этих случаях единственным приемлемым методом дальнейшей очистки является фильтрование через слой зернистого или пористого материала (чаще всего кварцевого песка). Фильтры делятся на две группы - медленные и скорые. Их работа характеризуется условной скоростью фильтрования.

Отстаиванием, флотацией и фильтрованием из сточных вод могут быть удалены взвешенные частицы размером не менее 5 мкм. Для удаления более мелких частиц и для интенсификации осаждения частиц диаметром менее 5 мкм применяется реагентная обработка, заключающаяся в коагулировании загрязнений с помощью реагентов-коагулянтов и флокулянтов.

Неорганические коагулянты (сернокислый алюминий, железный купорос, хлорное железо, бентонит т др.) гидролизуются в воде с образо-ванием хлопьев гидроокисей, которые в процессе осаждения сорбируют тонкодисперсные загрязнения, включая коллоидные, чем ускоряется процесс осветления. Флокулянты (полиакрианид, активированная кремниевая кислота) способствуют образованию крупных и прочных хлопьев либо интенсифицируют процесс самокоагуляции частиц.

Растворенные в воде газы и летучие органические вещества (легкие бензины, некоторые сернистые соединения и т.п.) удаляются из сточной воды путем ее аэрирования, т.е. продуванием через нее диспергированного воздуха. При барботировании воздуха через сточную воду пар растворенного компонента диффундирует внутрь воздушных пузырьков и выносится ими на поверхность воды. Такой процесс называется десорбцией или отдувкой.

При проектировании очистных сооружений основную трудность представляет правильный выбор методов и схем очистки, а также вопрос о наилучшем сочетании локальной и общей очистки. Существенную помощь при выборе схемы и методов очистки стоков машиностроительного предприятия может оказать методика, в основу которой положена классификация загрязнений на пять групп: группа I - механические примеси (включая гиджроокиси металлов); группа II - нефтерподукты и эмульсии, стабилизированные ионогенными эмульгаторами; группа III - летучие енфтепродукты; группа IV - моющие растворы и эмульсии, стабилизированные неионогенными эмульгаторами; группа V - растворенные токсичные соединения неорганической и органической природы (ионы металлов, включая шестивалентный хром, фенолы, цианиды, сульфиты, сульфиды и др.).

Дополнительно к требуемым очистным сооружениям, на машиностроительном предприятии могут быть предусмотрены дополнительные не обязательные элементы очистки, к числу которых относятся локальная очистка (ЛО) загрязнений первых трех групп, доочистка общего стока перед сбросом в водоем (она должна производится в том случае, если очищенный сток не отвечает существующим санитарным нормам), обработка и утилизация шлама (главным образом образующегося при очистке от загрязнений группы V).

Выводы по разделу

1)При разработке раздела «Безопасность жизнедеятельности» в дипломной работе были проведены: анализ условий труда на участке по обработке деталей типа валов (анализ опасных, вредных факторов и возможных чрезвычайных ситуаций при работе на данном участке).

2)По результатам анализа условий труда были выбраны система вентиляции, удалению стружки и металлической пыли.

3)Рассмотрены методы очистки сточных вод

6.Организационно-экономический раздел

6.1 Организация производственного процесса

6.1.1 Определение типа производства

Тип производства определяется по численному значению коэффициента закрепления операций, расчет которого приводится по ГОСТ 3.1108-74. Приближенно тип производства может быть определен по величине коэффициента закрепления операций- Кз.о:

,

гдеф - такт выпуска деталей, мин./шт.;

Tшт.ср. - среднее штучное время выполнения основных операций,

Tшт.ср. = 289,7/11 = 26,3 мин.,

Такт выпуска определяется, как:

,

где Fд - действительный годовой фонд времени работы оборудования при двухсменной работе, Fд = 234000 мин.;

Nг - годовая программа выпуска, Nг = 900 шт.;

мин./шт.,

Согласно [2], 10<10,3<20 - данный тип производства является средне-серийным. Т. к. Кз.о = 10,3 > 2, то необходимо проектировать серийный участок.

6.1.2 Организация участка серийного производства

Важнейшими календарно-плановыми нормами в серийном производстве являются:

1)размер партии деталей, nд;

2)периодичность их запуска в производство, Rп;

3)длительность производственного цикла изготовления деталей, Тц;

4)величина задела, z0.

Техпроцесс обработки детали «Вал-шестерня»

Наименование операции	Оборудование	Мощность кВт	tшт, мин.	tп.з., мин.
Базовый вариант
010. Дробеструйная	Установка	25	17,6	7
015. Токарная	16К20	10	29,4	12
020. Токарная	16К20	10	26,8	12
030. Токарная	16К20	10	12,1	12
035 Токарная с ЧПУ	16К20Ф3	10	22,8	12
040. Токарная с ЧПУ	16К20Ф3	10	14,2	12
045. Разметочная	Верстак		8,4	9
050. Фрезерная	6Р13	4,5	37,8	12
055. Слесарная	Верстак		3	6
060. Шлифовальная	3М151	10	66,4	9
065. Слесарная	Верстак		6,5	8
070. Зубофрезерная	5К32П	7,5	98,5	21
080. Слесарная	Верстак		5	6
085. Расточная	2620А	9,0	19,2	15
090. Моечная	Моечная ванна		7,5	3
095. Контрольная	Стол ОТК		16,2	12
100. Притирочная	Стенд		9	6
Проектный вариант
010. Дробеструйная	Установка	25	17,6	7,0
020. Фрезерно-центровальная	МР73Ф4	6,0	6,2	10,0
025. Токарная с ЧПУ	SE-320	10	31,3	12,0
030. Фрезерная с ЧПУ	FSS400NC	4,5	32,6	12,0
035. Зубофрезерная	5А26ВФ3	7,5	98,5	21,0
040. Шлифовальная с ЧПУ	PF-51	10	52,1	9,0
045. Слесарная	Верстак		6,3	6,0
050. Токарно-винторезная	CU-630	9,0	19,2	15,0
055. Моечная	Ванна		7,5	3,0
060. Контрольная	Приспособление		9,4	12,0
065. Притирочная (прикатка)	Стенд		9,0	6,0

Месячный объем выпуска деталей определяется по формуле:

, шт.

где Nм - месяшный объем выпуска деталей, шт.

Nг - годовой объем выпуска деталей, Nг = 900 шт.;

Fд.с.м. и Fд.с.г. - соответственно годовой и месячный действительный фонд времени работы оборудования, Fд.с.м. = 349 час, Fд.с.г. = 3945 час.

Месячный объем выпуска деталей:

шт.

Расчет партии деталей ведется по формуле:

,

где tп.з.с. - среднее подготовительно-заключительное время по операциям, мин.,

мин.;

tш.с. - среднее штучное время по операциям, мин., tш.с. = 26,3 мин.;

д.п. - потери допустимые на переналадку, ?д.п. = 0,02.

Тогда количество деталей в партии:

шт.

Корректируем величину nд с учетом:

а) количество деталей должно быть не ниже сменной выработки рабочего;

б) количество деталей должно быть кратно месячному объему выпуска.

С учетом вышеуказанного принимаем nд = 20 шт.

Количество запусков определяется по формуле:

,

раза

Ритм запуска определяется по формуле:

,

где Fр.д. - количество рабочих дней в месяце;

Qз - количество запусков.

дней

Определим штучно-калькуляционное время на каждую операцию:

.

Результаты расчетов сведены в таблицу 6.1 (базовый вариант) и 6.2 (проект-ный вариант)

Рассчитаем количество рабочих по каждой операции технологического процесса и соответствующие коэффициенты их использования.

Количество рабочих мест на участке определяется по формуле:

,

где tк - штучно-калькуляционное время обработки детали на операции, мин.;

Nг - годовой объем выпуска деталей, шт.;

Fд.с. - действительный годовой фонд времени работы рабочего места, час, Fд.с. = 3945 час.

Результаты расчетов сведены в таблицу 6.1 (базовый вариант) и 6.2 (проектный вариант)

Коэффициент использования рабочих мест (станков) определяется отношением их расчетного числа к принятому.

Расчетное количество рабочих (списочное) рассчитывается по каждой операции по формуле:



,

где Wр - расчетное количество рабочих;

Fд.с. - действительный годовой фонд времени работы оборудования, ч.;

Sп - принятое количество рабочих мест;

Fдр - действительный годовой фонд рабочего времени одного рабочего.

,

,

ч.

м - коэффициент многостаночного обслуживания, ?м = 1,4.

Коэффициент использования рабочих:

Результаты расчетов сведены в таблицу 6.1 (базовый вариант) и 6.2 (проектный вариант)

Длительность производственного цикла определяется по формуле:

где Тц.п.п. - длительность производственного цикла изготовления партии деталей при параллельно-последовательном способе передачи деталей с операции на операцию, дней;

h - число смен, h = 2;

Тсм - продолжительность одной смены, Тсм = 8 час;

nд - число деталей в партии;

nтр - величина транспортной партии, nтр = 4;

m - количество операций, m = 11;

Sni - количество параллельно работающих мест на i-ой операции, Sni = 1;

tмо - время межоперационного пролеживания, tмо = 0,5860 = 240 мин.;

- наименьшее соотношение для каждой пары смежных операций технологического процесса,

Таблица 6.1 Расчет количества рабочих мест и рабочих (базовый вариант)

№	Наименование операции	Тшi, мин.	Тпзi, мин.	Тшкi, мин.	Sр, шт.	Sn, шт.	з исп. раб мест	Wр, чел.	Wn, чел.	з исп. раб
1	Дробеструйная	17,6	7	17,95	0,068	1	0,068	0,131	2	0,066
2	Токарная	29,4	12	30	0,114	1	0,114	0,219	2	0,109
3	Токарная	26,8	12	27,4	0,104	1	0,104	0,200	2	0,100
4	Токарная	12,1	12	12,7	0,048	1	0,048	0,093	2	0,046
5	Токарная с ЧПУ	22,8	12	23,4	0,089	1	0,089	0,171	2	0,085
6	Токарная с ЧПУ	14,2	12	14,8	0,056	1	0,056	0,108	2	0,054
7	Разметочная	8,4	9	8,85	0,034	1	0,034	0,065	2	0,032
8	Фрезерная	37,8	12	38,4	0,146	1	0,146	0,280	2	0,140
9	Слесарная	3	6	3,3	0,013	1	0,013	0,024	2	0,012
10	Шлифовальная	66,4	9	66,85	0,254	1	0,254	0,488	2	0,244
11	Слесарная	6,5	8	6,9	0,026	1	0,026	0,050	2	0,025
12	Зубофрезерная	98,5	21	99,55	0,379	1	0,379	0,727	2	0,363
13	Слесарная	5	6	5,3	0,020	1	0,020	0,039	2	0,019
14	Расточная	19,2	15	19,95	0,076	1	0,076	0,146	2	0,073
15	Моечная	7,5	3	7,65	0,029	1	0,029	0,056	2	0,028
16	Контрольная	16,2	12	16,8	0,064	1	0,064	0,123	2	0,061
17	Притирочная	9	6	9,3	0,035	1	0,035	0,068	2	0,034
	У	400,4	174	409,1	1,556	17	1,556	2,986	34	1,493
	Средние значения	23,6	10,2	21,07	0,092		0,092	0,176		0,088

мин.

мин.

Длительность производственного цикла:

дня

Таблица 6.2 Расчет количества рабочих мест и рабочих (проектный вариант)

№	Наименование операции	Тшi, мин.	Тпзi, мин.	Тшкi, мин.	Sр, шт.	Sn, шт.	з исп. раб мест	Wр, чел.	Wn, чел.	з исп. раб
1	Дробеструйная	17,6	7,0	17,95	0,068	1	0,068	0,131	2	0,066
2	Фрез-центровальн	6,2	10,0	6,7	0,025	1	0,025	0,049	2	0,024
3	Токарная с ЧПУ	31,3	12,0	31,9	0,121	1	0,121	0,233	2	0,116
4	Фрезерная с ЧПУ	32,6	12,0	33,2	0,126	1	0,126	0,242	2	0,121
5	Зубофрезерная	98,5	21,0	99,55	0,379	1	0,379	0,727	2	0,363
6	Шлифов. с ЧПУ	52,1	9,0	52,55	0,200	1	0,200	0,384	2	0,192
7	Слесарная	6,3	6,0	6,6	0,025	1	0,025	0,048	2	0,024
8	Токарно-винторез	19,2	15,0	19,95	0,076	1	0,076	0,146	2	0,073
9	Моечная	7,5	3,0	7,65	0,029	1	0,029	0,056	2	0,028
10	Контрольная	9,4	12,0	10	0,038	1	0,038	0,073	2	0,036
11	Притирочная	9,0	6,0	9,3	0,035	1	0,035	0,068	2	0,034
	У	289,7	113	295,4	1,123	11	1,123	2,156	22	1,078
	Средние значения	26,3	10,273	26,85	0,102		0,102	0,196		0,098

Расчет общей величины задела на участке производится по формуле:

,

где Nд - дневной выпуск деталей, определяется:

,

шт.

шт.

На основе результатов всех предыдущих расчетов составляется «стандарт-план» график запуска и выпуска партии деталей с эпюрами движения циклового задела на участке.

Рисунок 6.1 График запуска-выпуска партии деталей



6.2 Расчет себестоимости и определение цены продукци

6.2.1 Стоимость основных фондов и оборотных средств

Стоимость основных фондов для базового и проектного вариантов рассчитывается по следующим группам:

1)Здания;

2)Производственное оборудование;

3)Энергетическое оборудование;

4)Подъемно-транспортное оборудование;

5)Инструменты и приспособления;

6)Производственный и хозяйственный инвентарь.

При определении стоимости здания необходимо учитывать производственную площадь, занимаемую оборудованием, площадь конторских и бытовых помещений.

В таблице 6.3 приводится расчет производственной площади и стоимость здания участка. В таблице 6.4 приводится стоимость и мощность производственного оборудования. В таблице 6.5 приводится стоимость основных фондов и амортизационных отчислений.

Таблица 6.3 Площадь участка и стоимость здания

Категория площадей	Расчетная формула или обоснование расчета	Площадь под-разделений, м2
Производствен-ная площадь	, где Sн - нормативы производственной площади согласно [22], 15-25 м2 на 1 металлорежущий станок, 10-12 м2 на 1 вспомогательное оборудование; n - количество оборудования.	м2м2м2м2 м2 м2
Площадь под конторско-бытовые помещения	, где Sк.б. - площадь конторских и бытовых помещений, при укрупненных расчетах принимается в размер 25-30% от производственной площади,	м2 м2
Общая внутрен-няя площадь	Общая внутренняя площадь:	м2 м2
Наружная площадь здания	Наружная площадь здания принимается 1,05-1,10 внутренней (расчетной) площади.	м2 м2

Согласно данным базового предприятия (по материалам преддипломной практики): стоимость 1 м2 производственных площадей - 5000 руб., стоимость 1 м2 служебно-бытовых помещений - 8500 руб.

Тогда стоимость производственных площадей:

Базовый вариант:

5000*270 = 1350000 руб.

8500*68 = 578000 руб.

Стоимость общей площади1350000 + 578000 = 1928000 руб.

Стоимость наружной площади1928000 * 1,1 = 2120800 руб.

Стоимость наружной площади с учетом среднего коэффициента использования оборудования:2120800 * 0,092 = 195000 руб.

Проектный вариант:5000*190 = 950000 руб.

8500*48 = 408000 руб.

Стоимость общей площади950000 + 408000 = 1358000 руб.

Стоимость наружной площади1358000 * 1,1 = 1494000 руб.

Стоимость наружной площади с учетом среднего коэффициента использования оборудования:1494000 * 0,102 = 152000 руб.



Таблица 6.4 Стоимость и мощность производственного оборудования

Наименование и марка оборудования	Цена за единицу обору-рудова-ния, руб.	Мощ-ность обору-дования (едини-цы), кВт	Базовый вариант	Проектный вариант
			Коли-чество	Коэф-фициент исполь-зования	Стои-мость обо-рудов, руб.	Мощ-ность обо-рудов, кВт	Коли-чество	Коэф-фициент ис-поль-зова-ния	Стои-мость обо-рудов, руб.	Мощ-ность обо-рудов, кВт
Дробеструйная камера	115000	25	1	0,068	7820	1,7	1	0,068	7820	1,7
Токарно-винто-резный 16К20	650000	10	3	0,266	172900	2,66	-
Токарный с ЧПУ 16К20Ф3	1250000	10	2	0,145	181250	1,45	-
Вертикально-фрезерный 6Р13	520000	4,5	1	0,146	75920	0,66	-
Кругло-шлифо-вальный 3А151	750000	10	1	0,254	190500	2,54	-
Горизонтально-расточной 2620А	815000	9	1	0,076	61940	0,68	-
Зубофрезерный станок 5К32П	450000	7,5	1	0,379	170550	2,84
Фрезерно-центро-вальный МР-73	490000	6	-	-			1	0,025	12250	0,15
Фрезерный станок FSS400NC	580000	4,5	-	-			1	0,126	73080	0,57
Круглошлифоваль-ный с ЧПУ PF-51	820000	10	-	-			1	0,2	164000	2
Токарный с ЧПУ SE-320	1400000	10	-				1	0,121	169400	1,21
Зубофрезерный с ЧПУ 5А26ВФ3	520000	7,5	-				1	0,379	197080	2,84
Токарно-винто-резный CU-630	620000	9	-				1	0,076	47120	0,68
Верстак с оборудованием	75000	-	4	0,093	6975		1	0,025	1875
Ванна моечная	62000	-	1	0,029	1800		1	0,029	1800
Стол контролера	100000	-	1	0,064	6400		1	0,038	3800
Стенд	120000	-	1	0,035	4200		1	0,035	4200
?			17		880255	12,53	11		682425	9,15

Стоимость подъемно-транспортного оборудования принимается равной 10% от балансовой стоимости оборудования.

Стоимость инструмента и приспособлений принимается равной 9-12 % от балансовой стоимости оборудования.

Стоимость инвентаря принимается равной 1% от балансовой стоимости здания и оборудования.

Балансовая стоимость оборудования принимается равной с коэффициентом 1,1 от стоимости оборудования.

Базовый вариант: 880255 * 1,1 = 968300 руб.

Проектный вариант: 682425 * 1,1 = 750700 руб.

Таблица 6.5 Стоимость основных фондов и амортизационных отчислений

№ п.п.	Наименование групп основных фондов (ОФ)	Балансовая стоимость ОФ
		базовый вариант сумма, руб.	проектный вариант, сумма, руб.
1.	Здание	195000	152000
2.	Производственное оборудование	968300	750700
3.	Энергетическое оборудование	12,531400 = 17500	9,151400 = 12800
4.	Подъемно-транспортное оборудование	0,1 • 968300 = 96830	0,1•750700 = 75100
5.	Инструменты, приспособления	0,12 • 968300 = 116200	0,12 • 750700 = 90100
6.	Производственный и хозяйственный инвентарь	0,01(195000 + 968300) = 11600	0,01(152000 + 750700) = 9000
	ИТОГО:	1405430	1089700

6.2.2 Расчет себестоимости и цены изделия

Затраты на материалы

Затраты на материалы рассчитываются по формуле:

,



где mз - масса заготовки;

zм - оптовая цена 1 кг материала (Ст. 40ХН2МА) заготовки, руб./кг.,

zм = 20 руб., согласно данным базового предприятия (по материалам преддипломной практики);

тр - коэффициент учитывающий транспортные расходы, ?тр = 1,05, согласно [22];

m0 - масса реализуемых отходов, кг, m0 = mз - mд, кг;

z0 - оптовая цена 1 кг стружки, руб./кг., z0 = 3,0 руб./кг., согласно материалам преддипломной практики.

Тогда затраты на материалы:

По базовому варианту: руб.

По проектному варианту: руб.

Затраты на заработную плату.

Основная зарплата производственных рабочих Cзт на годовой выпуск рассчитывается по формуле:

,

где tшсi - штучно-калькуляционное время изготовления 1 изделия, мин.;

Zс, Zнс - часовая тарифная ставка производственных рабочих,

для рабочих станочников и контролеров Zс = 54 руб., для рабочих нестаночников Zнс = 40 руб.

Базовый вариант руб.

Проектный вариант руб.

Доплаты по прогрессивно-премиальным системам из фонда заработной платы (Сзп) определяется по формуле:

,

где qзп = 30-50% - процент доплаты по прогрессивно-премиальным системам.

Базовый вариант руб.

Проектный вариант руб.

Основная зарплата:

Базовый вариант руб.

Проектный вариант руб.

Основная зарплата на единицу изделия:

Базовый вариант руб.

Проектный вариант руб.

Премии из фонда материального поощрения (Вф) рассчитываются по формуле:

,

где qф - процент премий из фонда материального поощрения, qф = 10-15%.

Базовый вариант руб.

Проектный вариант руб.

Дополнительная заработная плата рассчитывается по формуле:

,

гдеСздо - сумма дополнительной заработной платы, рассчитанная от

основной зарплаты.

,

где qзд - процент дополнительной зарплаты, qзд = 11%.

Базовый вариант руб.

Проектный вариант руб.

гдедзд- процент дополнительной заработной платы, дзд=11%

Базовый вариант руб.

Проектный вариант руб.

Дополнительная заработная плата:

Базовый вариант руб.

Проектный вариант руб.

Дополнительная заработная плата на единицу изделия:

Базовый вариант руб.

Проектный вариант руб.

Общая сумма выплат из фонда заработной платы:

,

Базовый вариант руб.

Проектный вариант руб.

Среднемесячная зарплата таким образом будет равняться:

,

Базовый вариант руб.

Проектный вариант руб.

Отчисления на социальные нужды определяется по формуле:

,



где qос - норматив отчислений на социальные нужды, qос = 30%.

Базовый вариант руб.

Проектный вариант руб.

Отчисления на социальные нужды на единицу изделия:

Базовый вариант руб.

Проектный вариант руб.

Все расчеты представлены в таблице 6.6.

Таблица 6.6 Расчёт заработной платы и отчислений на социальные нужды

Вариант расчёта	Кол-во рабочих,чел.	Коэффициент использования зис.ср.раб	Основная зарплата	Премии из ФМП, руб.	Дополнительная зарплата	Общая сумма выплат, руб.	Отчисле-ния на соц. нужды	Среднемесячная зарплата, руб.
			В том числе	На годовой выпуск, руб.	На 1 деталь, руб.		В том числе	Общая, руб.
			Прямая (тарифная), руб.	Доплаты из фонд зарплаты, руб.				От основн.	От премии ФМП, руб.			На годовой выпуск, руб.	На 1 деталь, руб.
								На годовой выпуск, руб.	На 1 деталь (руб.)
Базовый	34	0,088	295,6	88,7	384,3	427	29,6	42,3	51	3,3	45,6	459,5	137,85	153,2	12800
Проектный	22	0,098	214,3	107,2	321,5	357	32,1	35,4	43	3,5	38,9	392,5	117,75	130,8	15170

Определение расходов на содержание и эксплуатацию оборудования.

Расчет количества коэффициенто-машиночасов изготовления изделия по вариантам представлен в таблице 6.7. Плановая стоимость одного коэффициенто-машиночаса для серийного производства при 2-ух сменном режиме работы 25 руб.

Сметная нормативная ставка расходов на 1 изделие

По базовому варианту: Сср б = 8,72·25 = 218 руб.

По проектному варианту: Сср пр = 6,68·25 = 167 руб.

Таблица 6.7 Количество коэффициенто-машиночасов изготовления изделия

№	Наименование группы оборудования	Количество машиночасов на 1 изделие	Коэффи-циент затрат	Количество коэф-фициенто-машино-часов на 1 изделие
		Базовый	Проектный		Базовый	Проектный
1	Токарно-винто-резные станки	1,805	0,862	1,3	2,35	1,25
2	Фрезерные станки	0,64	0,655	1,2	0,77	0,79
3	Расточные станки	0,33	0,33	1,7	0,56	-
4	Зубофрезерные станки	1,659	1,659	1,9	3,15	3,15
5	Шлифовальные станки	1,114	0,876	1,7	1,89	1,49
	Итого				8,72	6,68

Износ инструментов и приспособлений целевого назначения и прочие специальные расходы определяются укрупнено исходя из расчета 20% от расходов на содержание и эксплуатацию оборудования

Цеховые расходы определяются по формуле:

.

Общезаводские расходы определяются по формуле:

.

Калькуляция себестоимости по базовому и проектному вариантам приводится в таблице 6.8.

Таблица 6.8 Калькуляция себестоимости изготовления детали «Вал-шестерня»

№	Наименование статей расходов	Расчёт или ссылка	Сумма, руб.
			Базовый вариант	Проектный вариант
1	Материалы	См	497,7	385,2
2	Основная зарплата производствен. рабочих	См. таблицу 6.6	427	357
3	Дополнительная зарплата производст-венных рабочих	См. таблицу 6.6	51	43
4	Отчисления на социальные нужды	См. таблицу 6.6	153,2	130,8
5	Расходы на содержа-ние и эксплуатацию оборудования	См. таблицу 6.7	218	167
6	Износ инструментов и приспособлений и прочие спец. расходы	0,2Сср	43,6	33,4
7	Цеховые расходы	Сц	163,2	82,6
	Итого: цеховая себестоимость Сцех		1553,7	1199
8	Общезаводские расходы	Сзав	327,8	165,6
9	Расходы на подготовку и освоение производства		75,3	54,6
10	Прочие производствен-ные расходы	0,03(Сцех+Сзав+графа 9)	58,7	42,6
	Итого: Производствен-ная (заводская) себестоимость Спроизв		2015,5	1461,8
11	Внепроизводственные расходы	0,0012Спроизв	24,2	17,5
	Итого: Полная себестоимость Сп		2039,7	1479,3

Расчет оптовой цены изделия.

Zo=pCnб;

гдеZo - оптовая цена (предприятия) данной детали;

p - коэффициент, учитывающий нормативный уровень рентабельности данной продукции, p = 1,3;

Cnб - полная себестоимость продукции.

Zо = 1,32039,7 = 2651,6 руб.

Годовой объем выпуска в оптовых ценах рассчитывается по формуле:

,

где Z0 - оптовая цена изделия, руб.

руб.

Прибыль Rp с одной детали будет равна:

Rр = Zo - Cп;

Базовый вариант Rр б = 2651,6 - 2039,7 = 611,9 руб./шт.

Проектный вариант Rр пр = 2651,6 - 1479,3 = 1172,3 руб./шт.

Годовая прибыль Rрг, соответственно

Базовый вариант Rрг б = 611,9900 = 550170 руб.

Проектный вариант Rрг пр = 1172,3900 = 1055070 руб.

Расчет технико-экономических показателей участка

а) Капитальные вложения рассчитываются по формуле:

,

где Кос - стоимость основных фондов, руб.;

Коб - стоимость оборотных средств, руб., (принимается 20% от полной себестоимости детали).

Тогда капитальные вложения по базовому варианту:

К б = 1405430+0,21835730 = 1772580. руб.

руб.

По проектному варианту:

К пр = 1089,7+0,21331,37 = 1355970 руб.

руб.

б) Годовой экономический эффект (Эг), рассчитывается по формуле:

,

где Сб, Сп - себестоимость единицы продукции по вариантам;

Ен - нормативный коэффициент эффективности, Ен = 0,15.

руб.



в) Станкоемкость и трудоемкость единицы продукции.

Расчет станкоемкости и трудоемкости единицы продукции по вариантам представлен в таблице 6.9.

Таблица 6.9 Расчет станкоемкости и трудоемкости единицы продукции

Станкоемкость	Базовая	5,84 ст.час
	Проектная	4,35 ст.час
Трудоемкость	Базовая
	Проектная

где m, n - количество механизированных (станочных) и ручных операций;

ti(j) - норма штучно-калькуляционного времени на j-й, i-й операции;

н - коэффициент многостаночного обслуживания.

г) Электровооруженность труда.

Расчет электровооруженности труда представлен в таблице 6.10.

Таблица 6.10 Расчет электровооруженности труда

Станочников	Базовая	кВт/час
	Проектная	кВт/час
Всех производст-венных рабочих	Базовая	кВт/час
	Проектная	кВт/час

где Рэл.с(р) - электрическая мощность металлорежущих станков, кВт;

Wс(р) - количество производственных рабочих (р), (станочников (с)), чел., в 1 смену.

д) Производительность труда производственных рабочих.

Расчет производительности труда производственных рабочих по вариантам представлен в таблице 6.11.

Таблица 6.11 Расчет производительности труда производственных рабочих

Производительность труда	Базовая	руб./чел.год.
	Проектная	руб./чел.год.

где Q - годовой объем продукции в оптовых ценах;

Wр - расчетное количество производственных рабочих.

е) Фондоотдача.

Показатель фондоотдачи - выпуск продукции 1 руб., основных фондов (?фо), определяется по формуле:

,

По базовому варианту:

руб./руб. ОФ

По проектному варианту:



руб./руб. ОФ

ж) рентабельность продукции (rн), определяется по формуле:

,

где Rр - прибыль от реализации продукции, руб.;

Сп - полная себестоимость продукции, руб.

Рентабельность продукции по базовому варианту:

rн = 30%

Рентабельность продукции по проектному варианту:

з) Абсолютная экономическая эффективность капитальных вложений в производственные фонды (коэффициент общей рентабельности Е0), определяется по формуле:

,

где R0 = Rp;

К - сумма капитальных вложений в производственные фонды, руб.

По базовому варианту:

По проектному варианту:

и) Срок окупаемости капитальных вложений в производственные фонды (Ток) определяется как отношение:

Тогда срок окупаемости по базовому варианту:

года.

Срок окупаемости по проектному варианту:

года.

к) Построение графика безубыточности

Удельные условно-переменные расходы а = 402,4 + 357 + 43 + 113,4 = 915,8 руб.

Удельные условно-постоянные расходы b =c-а = 1479,3 - 915,8 = 563,5 руб.

Условно-постоянные расходы В = bNг = 563,5900 = 507150 руб.

Точка безубыточности Nк = В/(ц-а) = 507150/(2651,6 - 915,8) = 292 дет.

График безубыточности представлен на рисунке 6.2.

Окончательно, основные технико-экономические показатели работы спроектированного участка приведены в таблице 6.12 и на листе графической части дипломной работы.

Рисунок 6.2 График безубыточности

Таблица 6.12 Технико-экономические показатели участка

№	Наименование показателей	Единица измерения	Значение показателей	Проектные показатели в % к баз.
			базовый	проектный
1	Годовой выпуск продукции а) в натуральном выражении б) в оптовых ценах	шт. руб.	900 2386440	900 2386440	100 100
2	Производственная площадь	м2	372	262	70,4
3	Кол-во металлореж. станков	шт.	10	7	70
4	Мощность производственного оборудования	кВт	12,53	9,15	73
5	Сумма капитальн. вложений в производственные фонды а) основные фонды б) нормир. оборотн. ср-ва	руб. руб. руб.	1772580 1405430 367150	1355970 1089700 266250	76,5 77,5 72,5
6	Кол-во производств. рабочих	чел.	34	22	64,7
7	Станкоемкость единицы продукции	ст. час	5,84	4,35	74,5
8	Трудоемкость ед. продукции	н. час	5,14	3,67	71,4
9	Средняя мощность 1 станка	кВт	10,6	10,3	97,2
10	Электоровооруженность труда а) производственных рабочих б) станочников	кВт/чел. кВт/чел.	10,6 6,2	10,3 6,5	97,2 104,8
№	Наименование показателей	Единица измерения	Значение показателей	Проектные показатели в % к баз.
			базовый	проектный
11	Коэф. многостаночного обсл.		1,4	1,4	100
12	Производительность труда произв. рабочих	руб./ чел. год	797600	1106900	138,8
13	Среднемесячная зарплата одного произв. рабочего	руб./чел.мес.	12800	15170	118,5
14	Фондоотдача (выпуск прод. на 1 руб. основных фондов).	руб./руб.осн.ф	1,70	2,19	128,8
15	Полная себестоимость а) единицы продукции б)годового выпуска	руб./шт. руб.	2039,7 1835730	1479,3 1331370	72,5 72,5
16	Рентабельность продукции	%	30	79	на 49
17	Общая (абсолютная) эконом эффективность капитальных вложений		0,31	0,78	251,6
18	Срок окупаемости кап. вложен	лет	3,22	1,28	39,8
19	Годовой экономический эф-фект по приведенным затратам	руб./год	561600
20	Критическая программа выпуска	шт.	292

Выводы по разделу

Разработанный в дипломной работе техпроцесс обработки детали «вал-шестерня» позволяет, по сравнению с базовым вариантом, уменьшить производственную площадь на 30%, количество станков с 10 до 7, на 25% уменьшить станкоемкость. В результате в 1,4 раза выросла производительность труда рабочих, в 1,28 раза фондоотдача.

Себестоимость изделия уменьшилась на 27,5%, рентабельность изделия увеличилась на 49%, годовой экономический эффект составляет 561600 руб. Производство изделия становится безубыточным при реализации 292 шт.

7. Исследовательский раздел

Сегодня предприятия поставлены перед объективной необходимостью модернизации, реконструкции и совершенствования действующих производств. Постоянная нехватка финансовых средств тормозит развитие производства, поэтому снижение трудоемкости и себестоимости изготовления деталей и машин, а также повышение их качества является важнейшей задачей, стоящей перед производством.

Многочисленными исследованиями установлено, что определяющую роль в обеспечении эксплуатационных характеристик играет состояние поверхностного слоя, который окончательно формируется при финишных операциях. Микрогеометрия поверхностей деталей машин и механизмов является одним из важнейших эксплуатационных параметров, определяющих надежность и долговечность изделий.

При изготовлении детали «Вал» финишной обработкой, окончательно формирующей шероховатость цилиндрических поверхностей вала, является шлифование (операция 040 - Шлифовальная с ЧПУ). Следовательно, для управления формированием шероховатости обработанной поверхности необходимо использовать теоретические или экспериментальные зависимости, отражающие физическую сущность явлений, происходящих при шлифовании, позволяющие проанализировать влияние каждого из технологических факторов на процесс формирования шероховатости обработанной поверхности.

Одним из факторов, влияющих на качество обработанной поверхности при шлифовании, является концентрация абразива в инструменте, а также состав и свойства смазочно-охлаждающей технологической среды (СОТС). Следовательно, используя математическую модель формирования профиля шероховатости поверхности при шлифовании с учетом концентрации абразива в инструменте, состава и свойств смазочно-охлаждающей технологической среды (СОТС) поможет обеспечить заданные качества поверхности обрабатываемой детали.

При исследовании механизма формирования шероховатости обработанной поверхности при шлифовании можно использовать методику, [28], при которой для описания процесса образования профиля шероховатости поверхности в качестве критерия используется параметр , названный «условная высота неровностей шлифуемой поверхности», и методику определения стандартных параметров шероховатости при его использовании.

,

где Z0 - номинальное количество зерен в объеме рабочего слоя инструмента;

- единичный отрезок;

h max - максимальная глубина внедрения.

Общность закономерностей взаимодействия абразивных инструментов с поверхностью детали позволяет ввести аналогичный критерий для финишных методов обработки и получить значение среднего арифметического отклонения профиля шероховатости:

.

Данные соотношения дают возможность рассчитать значения условной высоты и среднего арифметического отклонения профиля установившейся шероховатости в зависимости от зернистости абразива. Для учета влияния на вышеперечисленные параметры концентрации абразива в составе инструмента определим количество зерен на единице площади Zos.

Для расчета количества зерен на единичной площади необходимо определить форму зерна, которая бы позволила достаточно точно смоделировать его объем:

где Kс - коэффициент концентрации, который отражает процентное соотношение абразива и связки;

2х - толщина слоя в единице объема (где х=хmax - наибольший размер зерен данной зернистости);

Vз - эквивалентный объем зерна, который определяется по формуле:

,

где принимаем D=x.

Следовательно, количество зерен на единичной площади будет равно

.

С учетом вышеуказанных зависимостей среднее арифметическое отклонение профиля установившейся шероховатости как функция концентрации абразива в составе инструмента примет вид:

.



Полученные расчетные и экспериментальные значения среднего арифметического отклонения профиля шероховатости (рисунок 7.1) при одних и тех же коэффициентах концентрации зерен отличаются незначительно. Различие расчетных и экспериментальных значений при Кс=70% объясняется конструктивными особенностями абразивного инструмента, сила удержания связки которого недостаточна при данной концентрации, что обусловливает образование большого количества продуктов износа в зоне обработки и тем самым затрудняет её.

1 - расчетные значения; 2 - экспериментальные значения

Рисунок 7.1 - Значения среднего арифметического отклонения профиля шероховатости при шлифовании абразивным инструментом зернистостью Nз=100 мкм (ГОСТ 3647-71) образцов из стали 45 (т =1000 МПа):

Результаты расчета среднего арифметического отклонения профиля шероховатости в зависимости от свойств СОТС и предела текучести материала, приведенные на рисунке 7.2, показывают, что шероховатость обработанной поверхности снижается при увеличении показателя А, характеризующего систему СПД (СОТС + продукты диспергирования) [29] и концентрации абразива в инструменте (рисунок 7.1) Оптимальные (с точки зрения эффективности обработки поверхности) значения верхних и нижних границ концентрации абразивных зерен в инструменте составляют от 20 до 60%.

Рисунок 7.2 - Зависимость среднего арифметического отклонения профиля шероховатости поверхности от предела текучести материала и свойств СПД

Результирующее соотношение, описывающее зависимость высотного параметра установившейся шероховатости, с одной стороны, от параметров абразивного инструмента (зернистости и поверхностной концентрации зерен), а с другой - от режимов обработки (максимальная глубина внедрения), дает возможность синтезировать оптимальные с точки зрения качества обработанной поверхности абразивные инструменты, а также назначать рациональные для данных инструментов технологические режимы. Отметим некоторые следствия из анализа данного соотношения, рассматриваемого как функция нескольких переменных.

Наиболее значимым фактором этой функциональной зависимости является зернистость, входящая в первой степени. Прочие факторы влияют на величину значительно слабее. Максимальная глубина внедрения, характеризующая интенсивность обработки, как и поверхностная концентрация зерен абразива, входят с показателем Ѕ. Эти соображения приводят к весьма важным технологическим следствиям, первое из которых заключается в том, что никаким изменением режимов обработки и варьированием относительного содержания связки и абразива невозможно добиться желаемой шероховатости при высокой зернистости. Действительно, чтобы при одной и той же зернистости снизить параметр шероховатости в два раза необходимо в 4 раза уменьшить максимальную глубину внедрения, т.е. по меньшей мере в 42=16 раз уменьшить съем и, следовательно, производительность процесса. Такое же снижение за счет вариации поверхностной концентрации возможно только увеличением последней в 22=4 раза, что, как правило, практически невозможно.

Последний вывод приводит к другому важному следствию, заключающемуся в том, что вариация концентрации абразива может диктоваться, в основном, требованиями технологичности его приготовления, конструктивной прочности, влагопоглощения и износостойкости абразивного инструмента, не влияя на достигаемые параметры качества поверхности при обработке этим инструментом. Этот вывод значительно расширяет поле исследований по разработке оптимальных рецептур и технологий приготовления абразивных сред для вибрационной и других видов финишной обработки.

В ранее проведенных работах [30] был установлен, теоретически исследован и экспериментально обоснован тот факт, что при финишных методах обработки изменение высотных параметров шероховатости поверхности имеет экспоненциальный характер. Начинаясь с максимальной величины, скорость образования нового рельефа снижается до нулевого значения:

где Rаи - среднее арифметическое отклонение профиля исходной шероховатости;

- среднее арифметическое отклонение профиля установившейся шероховатости;

Ки - коэффициент интенсивности уменьшения высоты микронеровностей.

Зная значения Ки и Rауст для конкретных условий обработки и подставив в формулу вместо Rа заданное значение этого параметра Rаз при условии Rаз Rауст, получим требуемую продолжительность обработки для изменения шероховатости от Rаи до Rаз.

.

Таким образом, пользуясь полученными зависимостями, можно определить время достижения установившейся шероховатости, при условии, что нам известны реологические характеристики СОТС и концентрация абразива в инструменте. Приведенные соотношения позволяют на стадии изготовления абразивных инструментов и СОТС прогнозировать параметры шероховатости поверхности и времени обработки для достижения требуемой шероховатости при финишных методах обработки, а также назначать рациональный состав и технологию изготовления абразивного инструмента и СОТС, позволяющих достичь требуемых параметров шероховатости.

Полученные соотношения связывают показатели качества и производительности, позволяя их оптимизировать вместе или порознь при наложении дополнительных условий технологического или экономического характера.



Заключение

В данной дипломной работе проведены следующие мероприятия по совершенствованию технологии, организации производства и управления.

1.Спроектирован и разработан технологический процесс по обработке деталей типа валов, что позволило обобщить и привести в систему существующие технологические процессы, способствует внедрению рациональных методов обработки, сократило время подготовки производства, дало возможность использовать унифицированную технологическую оснастку и применение наиболее производительного и перспективного технологического оборудования.

2.При проектировании технологического процесса использован размерный анализ технологического процесса, который выявил наиболее рациональную последовательность обработки основных поверхностей и промежуточные технологические размеры, при выдерживании которых достигаются размеры указанные конструктором, а также параметры точности и шероховатости.

3.Применение промышленного робота в совокупности с автоматическим металлорежущим станком на наиболее загруженной операции - токарной, позволило облегчить труд рабочего, т.е. высвободить его от монотонного и утомительного труда, снизить потери рабочего времени от производственного травматизма и профзаболеваний, повысить производительность обработки на данной операции за счет снижения времени вспомогательных операций и обеспечения постоянного режима работы «без усталости».

4.Применение режущего инструмента со сменными режущими пластинами из твердого сплава, поводковых торцевых патронов и другой технологической оснастки (измерительный инструмент) позволило опять же сократить долю вспомогательного времени на технологических операциях.

5.Внедрение пылестружкоудаляющих установок, а также местных отсосов способствует улучшению условий труда, снижению профзаболеваний.

6.Планировка проектного участка обеспечивает удобство, комфортность и повышает культуру производства.

7.Использование в проектном варианте металлорежущих станков с ЧПУ, позволило повысить производительности труда в 1,4 раза по сравнению с базовым вариантом, удалось сократить долю вспомогательного времени, снизить себестоимость обработки на 27,5%, рентабельность продукции повысилась на 49% как следствие снижения себестоимости. Годовой экономический эффект составляет 561600 руб. Производство изделия становится безубыточным при реализации 292 шт.

Список использованных источников

1.СТП 2068452-5-2006. Стандарт предприятия. Выпускные квалификационные работы. Курсовые проекты и работы. Правила оформления и структура. М.: МГУПИ, 2006. 42 с

2.Султан-заде Н.М., Албагачиев А.Ю., Усачев Ю.И., Преображенская Е. В. Курсовое проектирование по технологии машиностроения: Учебное пособие для специальности 151001. М.: МГУПИ, 2007

3.Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. с.74 Т.2 / Под редакцией А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1985, 496 с., ил.

4.Усачев Ю.И. М Проектирование автоматизированных участков. М.: МГУПИ, 2007. - 76 с.

5.Общемашиностроительные нормативы времени и режимов резания для нормирования работ, вспомогательных на универсальных и многоцелевых станках с ЧПУ, ч. II (нормативы режимов резания). - М.: Экономика, 1990, 473 с

6.Общемашиностроительные нормативы времени и режимов резания для нормирования работ, вспомогательных на универсальных и многоцелевых станках с числовым программным управлением, ч. I (нормативы времени). - М.: Экономика, 1990, 206 с.

7.Козырев Ю.Г. Промышленные роботы: Справочник. - М.: Машиностроение, 1983, 376 с., ил.