Реферат: Проектирование цеха ремонта поршневых компрессоров

1. Укрупненный расчет механического цеха.

1. Исходные данные для проектирования:

а) Задание на проектирование с указанием объекта производства и программы выпуска.

б) тип производства.

Тип производства – среднесерийный.

в) Режимы работы цеха и годовые фонды времени работы оборудования и рабочих. Режим работы цеха – 2-х сменный. Годовой фонд времени работы:

• оборудования (металлорежущие станки массой до 10 т.): .

• рабочих: . [10, стр. 34,35]

2. Расчет по механическому цеху:

а) Расчет трудоемкости механической обработки годового выпуска деталей.

,

- для среднесерийного производства,

где – коэффициент многостаночного обслуживания.

б) Расчет потребного количества производственного оборудования (общего кол-ва станков).

где - коэффициент загрузки технологического оборудования по цеху (среднесерийное производство).

в) Расчет потребного кол-ва производственных и вспомогательных рабочих ИТР, служащих и МОП.

Число рабочих может быть определено по количеству станков:



Число рабочих на ручные операции составляет 35 от числа станочников.

Общее количество производственных рабочих: .

1 смена 50%  53 человека,

2 смена 50%  53 человека.

Вспомогательные рабочие составляют 2025% от производственных:

.

1 смена 55%  14 человек,

2 смена 45%  12 человек.

ИТР – для механического цеха составляют 1524% от числа станков :

.

Служащие – рабочие, занятые учетом и отчетностью, составляют 1.12.2% от числа производственных рабочих:

.

МОП – уборщики непроизводственных помещений (500 м² на 1 чел.):

.

Тип работающих	Количество работающих в смене
1	2
Производственные	53	53
Вспомогательные	14	12
ИТР	14
Служащие	2
МОП	3

г) Расчет потребных площадей (общей, производственной и вспомогательной по удельным площадям).

Удельная площадь на 1 станок в цехе:

Производственная площадь – 40 м² [10, стр. 98] с коэффициентом 2 для станков с ЧПУ 

Вспомогательная площадь - 1520% от 

Общая площадь 

д
) Выбор средств цехового транспорта.

В качестве цехового транспорта выбираем электрические тележки. Они просты в управлении и бесшумны; межоперационный транспорт – каретка-оператор.

3. Определение состава и площадей вспомогательных отделений цеха.

а) Выбор унифицированных типовых секций для здания.

Выбираем унифицированную типовую секцию 72144 м².

б) Механический цех со складским помещением, бытовые и конторские помещения находится в основном здании.

I. Расчет площадей для бытового обслуживания.

1. Гардеробно-душевые блоки, курительные помещения: 367=200 м²,

2. Помещения общественного питания: 1.586=130 м²

3. Медпункт: 0.286=17 м²

II. Административные помещения.

1. Кабинет начальника цеха: 20 м².

2. Кабинеты зам. начальника цеха: 10 м².

3. Планово-диспетчерское бюро.

4. Бюро труда и зарплаты.

5. Бухгалтерия.

6. Табельная.

III. Административно-конторские помещения.

1. Техбюро.

2. Конструкторское бюро: 6х6 м² на одного человека.

3. Цеховые лаборатории.

4. Кабинет по технике безопасности.

1. Инструментальная служба цеха:

а) Заготовительное отделение:

Число основных заточных станков отделения примерно 5%  С=4 станка.

Общая площадь 12-14 м² на 1 станок отделения 

б) В отделение ремонта инструмента предусмотрено 3% станков от станков в цехе  С=2 станка.

Общая площадь 24-26 м² на 1 станок отделения 

в) Инструментально-раздаточные кладовые. Используем 1 комплексную кладовую для всех инструментов и приспособлений:

Норма площади в кладовой, м²/1 станок:

Режущий и вспомогательный

инструмент 0.10.2  0.270=14 м².

Измерительный инструмент 0.10.2  0.270=14 м².

Режущий вспомогательный и измерительный

инструмент 0.20.3  0.370=21 м².

Приспособления для установки

детали на станке 0.150.2  0.270=14 м².

Площадь равна: S=63 м².

2. Контрольные пункты и отделения.

Число контролеров равно 710% от числа основных станков в цехе: 0.08570=6 чел.

Стандартный контрольный пункт 23=6 м².

Цеховая ремонтная база.

Средняя площадь на 1 основное оборудование 2228 м²,

количество станков ЦРБ -

Площадь цеховой ремонтной базы

Для снабжения станков СОТС следует предусмотреть эмульсионную станцию и склад масел.

Площадь отделения СОТС примем 50 м². Площадь склада масел дополнительно 0.170=7 м² . Располагаются в помещениях с отдельным выходом наружу.

Отделение для сборки и переработки стружки:

Площадь

Подсчитаем количество стружки на 1 м² площади:

- сбор стружки в контейнер около станка.

Площадь вентиляционной камеры:

Подсистема электроснабжения, снабжения сжатым воздухом.

• Электроснабжение.

Электроподстанция на каждые 5000 м² производственной площади: S=50 м².

• Снабжение сжатым воздухом.

Площадь, необходимая для размещения компрессорных установок:

22. Расчет участка механического цеха.

Исходные данные:

Наименование изготавливаемых деталей Корпусные детали

Габариты, мм до 200х250х200

Примерный набор деталей-представителей в каждой группе для обработки на участке (в действующем производстве):

	токарная	Верт.-фрез.	сверлильн.	расточная	Приведенная программа	масса, кг
Группа1	0.6	-	-	1.2	8000	3.2
Группа2	3.2	4.8	0.5	1.9	10000	5.0
Группа3	-	5.7	1.3	2.6	10000	9.0
Группа4	-	3.8	-	1.8	12000	3.0

1. Анализ действующего производства.

В действующем производстве обработка деталей ведется на универсальных токарных, фрезерных, сверлильных и расточных станках, при этом не используются ни станки с ЧПУ, ни многоцелевые станки, ни какое-либо другое высокопроизводительное автоматизированное оборудование. В связи с этим следует отметить, что в действующем производстве велики затраты времени на установку, обработку и транспортировку деталей, используется большое количество разных станков, участок занимает большие площади, что требует большого количества рабочих и больших материальных затрат.

2. Определение числа станков по базовому варианту производства.

расчетное число станков.

Допустимый коэффициент загрузки для универсальных станков

Общее число станков

3. Выбор станков с ЧПУ для данного технологического процесса.

В проектируемом варианте токарную обработку ведем на токарных станках с ЧПУ, а сверлильные, фрезерные и расточные операции выполняем на многоцелевых сверлильно-фрезерно-расточных станках с ЧПУ.

расчетное число станков.

Число станков

4. Определение числа рабочих.

Годовой фонд времени рабочих

Количество рабочих-станочников

где – коэффициент многостаночного обслуживания (принимаем 1.2);

.

Для базового технологического процесса:

Количество рабочих, занятых в базовом производственном процессе

Для проектируемого технологического процесса:

Количество рабочих, занятых в новом производственном процессе

5. Планирование и определение параметров внутрицехового пространства.

Общая площадь, приходящаяся на единицу производственного оборудования

Sуд = 40мІ. Для станков с ЧПУ коэффициент увеличения площадей 2.

Длина участка L уд= 35 ч 50 м. Принимаем 50 м.

Ширина проезда 4.5 ч 5.5 м

• Базовый технологический процесс

Ncт = 75

Ширина пролета L= 18 м

Потребная площадь участка S = Ncт · Sуд = 75 · 40 = 3000 мІ

Количество пролетов N = S / (Lуд ·L) = 3000 / (50· 18) = 3.3.

• Проектируемый технологический процесс

Ncт = 23

Ширина пролета L= 18 м

Потребная площадь участка S = Ncт · Sуд = 23 · 40·2 = 1840 мІ

Количество пролетов N = S / (Lуд ·L) = 1840 / (50· 18)=2.0.

Назначаем остальные параметры производственного здания:

Шаг колоны t = 12 м;

Высота пролета Н = 6 м.

а) Выбор типа и параметров транспортно-складской подсистемы.

Для склада металла и заготовок:

Запас заготовок, который хранится на складе: где t=10- средний запас в сутках.

Количество ячеек

Для межоперационного склада и склада готовых деталей:

Запас заготовок, который хранится на складе: где t=10- средний запас в сутках.

Количество ячеек

Исходя из габаритных размеров деталей группы (200х250х200)
мы назначаем модель автоматизированного склада СА-0.1 модели 04 с количеством ячеек 480, высотой стеллажей 4.29 м, длиной склада 19.25 м, количеством ячеек по горизонтали 35, количеством секций – 3. Данный тип склада позволяет складировать заготовки в унифицированную тару размерами 400x300x240 мм.

б) Выбор типа и параметров системы инструментообеспечения.

Секция инструментальной подготовки включает отделение хранения, комплектации и разборки изношенного инструмента, а также отделение сборки и настройки инструмента. Указанные отделения оснащены стеллажами для хранения режущего и вспомогательного инструмента, оптическими или электронными приборами для настройки, а также рабочими верстаками.

• Участок инструментальной подготовки для станков с ЧПУ.

Токарные станки с ЧПУ

Количество приборов Н1=0.07Сп = 0.07*4 = 0.28. Принимаем Н1 = 1шт.

Количество тележек Т1=0.04Сп = 0.04*4 = 0.16. Принимаем Т1 = 1шт.

Сверлильно-фрезерно-расточные станки

с магазином инструментом свыше 20, но менее 50.

Количество приборов Н2=0.1Сп = 0.1*19 = 1.9. Принимаем Н2 =2шт.

Количество тележек Т2=0.6Сп = 0.6*19= 11.4. Принимаем Т2 =12шт.

Общее количество используемых приборов Н=Н1+Н2=1+2=3шт;

Общее количество используемых тележек Т=Т1+Т2=1+12=13шт.

Количество настроечных рабочих:

где Кз=0.7 - коэффициент загрузки рабочих.

Количество транспортных рабочих

Рт=0.06Рн=0.3. Принимаем Рт = 1чел.

Целесообразно выделить инструментальный участок в составе корпуса.

• Заточное отделение.

Так как число станков менее 200, то размещаем отделение в составе корпуса цеха.

в) Выбор типа и параметров стружкоудаления.

Массу стружки принимаем равной 25% от массы готовой детали.

Грузопоток стружки в год на единицу производственной площади

Сбор стружки в контейнер около станка.

Площадь отделения для сбора и переработки стружки

Sц = (0.03 ... 0.04) S пр = 0.04 * 1840 = 74 мІ.

7. Определение технико-экономических показателей.

В результате расчета получили следующие данные.

• количество станков уменьшилось по сравнению с базовым вариантом с 75 до 23,

• количество занятых рабочих уменьшилось со 112 до 34 чел,

• размер производственной площади сократился с 3000 до 1840 мІ.

МГТУ им. Баумана.

Факультет МТ

Кафедра МТ 3

Расчетно-пояснительная записка

к курсовому проекту на тему:

Студент (Кашканова А.Е.)

Группа МТ 3-111

Руководитель проекта: (Ястребова Н.А.)

Москва 1998 г.

АННОТАЦИЯ.

Данный курсовой проект содержит пояснительную записку, выполненную на листах формата А4 и 3 листа графических работ, выполненных на формате А1.

Технико-экономический анализ выбора заготовок.

Технологический процесс изготовления каждой детали можно разработать в нескольких вариантах, обеспечивающих выполнение заданных технических условий.

Наиболее приемлемый вариант выбирают, сопоставляя технико-экономические показатели, характеризующие сравниваемые варианты. Выбор показателей по степени их полноты и значимости зависит от того, на каком этапе сопоставляются варианты ТП.

На первых этапах проводят предварительную оценку вариантов, которая позволяет по внешним признакам эффективности { снижение материалоемкости, трудоемкости обработки и т.д.} отобрать наиболее приемлемый. Исходя из графика стоимости заготовок при различных методах их изготовления { лист 1} самой дешевой при годовом объеме выпуска 50 000 шт. является заготовка из штамповки. Но если рассматривать дальнейшие критерии выбора заготовок, то следует рассмотреть :

1.Коэффициент использования материала

• Ки.м.=тд/тз,

-- где тд,тз- масса детали и заготовки. При технически равнозначных методах выбирают тот, где значение Ки.м. выше.

2. Снижение материалоемкости

М={тз.б.-тз.н.}B, где тз.ь.,тз.н.- соответственно масса заготовки

при новом и базовом /{сравниваемом } варианте;

В-объем выпуска деталей, штук.

Тогда

Ки.м.1=2.2/7.4=0.3

Ки.м.2=2.2/2.8=0.78

М={7.4-2.8}*50 000=230 000 у.е.

Хотя самостоятельного значения для оценки технологических вариантов они не имеют , но все же дают некоторые представления о предпочтительном варианте .

Здесь явно предпочтителен вариант из заготовки , выполняемой из штамповки.

Чтобы получить наиболее полную картину проводят оценку вариантов путем

Сравнения себестоимости механической обработки заготовок , отражающей затраты живого и овеществленного труда и сравнения капитальных вложений.

Расчетные данные для базового варианта.

Заготовка-пруток 85153 мм

Операции

То ,мин.

Станок

Приспособления

005 фрезерно-центровальная

0.175

6Р81

N=3кВт

15251875

цена 4 000 у.е.

Тиски

010 токарная

0.618

1719

N=40кВт

37981390

цена 10 000 у.е.

Патрон

Центра

015 вертикально-фрезерная

4.4

6Т104

N=2.2кВт

12501205

цена 2 800 у.е.

Тиски

020 сверлильно-фрезерно-расточная

0,647

2М112

N=5,5кВт

26651020

цена 2100 у.е.

Tиски

025 токарная-многорезцовая

0,81

16К20

N=11кВт

25001190

цена 3130 у.е.

Патрон

Центра

030зубодолбежная

27,1

5122

N=2,1кВт

20001450

цена 5000 у.е.

Центра

Патрон

035Круглошлифовальная

11,23

3У10В

N=1,1кВт

13601715

цена 5000 у.е.

Центра

В=50 000 шт. , заготовка-штамповка.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАПИТАЛЬНЫХ ВЛОЖЕНИЙ.

Капитальные вложения по варианту технологического процесса включают в себя следующие затраты:

К=Кбо+Кпл+Ксб+Кпр+Ктп , где

Кбо-балансовая стоимость оборудования;

Кпл-стоимость здания , занимаемого оборудованием;

Ксб-стоимость служебно-бытовых объектов;

Кпр-стоимость приспособлений{ если она превышает 50 руб.};

Ктп-затраты на техническую подготовку производства, проектирование технологических процессов,на подготовку программ для станков с ЧПУ.

БАЛАНСОВАЯ СТОИМОСТЬ ОБОРУДОВАНИЯ

Рассчитывается по формуле

Кбо = Цобid*Соid*Кзоid

Где -коэффициент, учитывающий затраты по доставке и монтажу оборудования

(=1,1-для металлорежущих станков)[1] стр.6

m-количество операций ТП;

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

Цобid-оптовая цена единицы оборудования d-го типоразмера, занятого выполнением i-той операции, у.е.;

Соid-принятое количество технологического оборудования d-го типоразмера , занятого выполнением i-ой операции ;

Кзоid-коэффициент занятости технологического оборудования d-го типоразмера выполнением i-й операции изготовления данной детали.

Оптовые цены на оборудование определяются по прейскуранту цен.

Принятое количество технологического оборудования определяется по формуле:

Cоid=(B*Tшi)/(Кв.н.*Fq*Кз*60), где

Тш-норма штучного времени на выполнение i-й операции, мин/шт.;

Кв.н.-коэффициент , учитывающий выполнение норм времени (по данным Министерства

Станкостроительной промышленности Кв.н.=1.18);

F-действительный годовой фонд времени работы единицы оборудования , при 2-х сменной (4015 ч.);

Кз – коэффициент загрузки оборудования для производства 0,75-0,8 [1] стр.7.

Принятое количество оборудования для нового варианта ТП по операциям:

С_о=(50000(0,025+0,15+0,33)*1,09)/(1,18*4015*0,8*60) = 0,114 =1;

С_о=(50000(0,618+0,19)*1,09)/(1,18*4015*0,8*60)=0,023 = 1;

С_о=(50000(4,4+0,19)*1,09)/(1,18*4015*0,8*60)=1,035 = 2;

С_о=(50000(0,02+0,325+0,152+0,15+0,19)*1,09)/(1,18*4015*0,8*60)=0,226 = 1;

С_о=(50000(0,64+0,17+0,19)*1,09)/(1,18*4015*0,8*60)=0,226 = 1;

С_о=(50000(27,1+0,19)*1,09)/(1,18*4015*0,8*60)=5,64 = 6;

С_о=(50000(2,72+6,69+1,82+0,19)*1,09)/(1,18*4015*0,8*60)=2,582 = 3.

Коэффициент занятости технологического оборудования d-го типоразмера выполнением

i-ой операции ТП:

К_з.о.=(В*tш_i.)/(К_в.н..*F_д.*К_з.*60) ;

БАЗОВЫЙ ВАРИАНТ

К_з.о.005=(50000(0,3+0,33)*1,09)/(1,18*4015*0,8*60)=0,143;

К_з.о.010=(50000(0,9+0,05+8,2+0,5+0,19)*0,19)/(1,18*4015*0,8*60)=

=2,219;

К_з.о.015=(50000(1,4+0,4+0,7+0,5+0,19)*1,09)/(1,18*4015*0,8*60)=

=0,719

К_з.о.020=(50000(2,72+6,69+1,82+0,19)*1,09)/(1,18*4015*0,8*60)=

=2,582

К_з.о.025=(50000(2,71+0,19)*1,09)/(1,18*4015*0,8*60)=5,64

К_з.о.030=(50000(4,4+0,19)*1,09)/(1,18*4015*0,8*60)=1,035

К_з.о.035=(50000(1,54+0,19)*1,09)/(1,18*4015*0,8*60)=0,39

К_з.о.040=(50000(0,02+0,325+0,152+0,15+0,19)*1,09)/

/(1,18*4015*0,8*60)=0,226

ПРОЕКТНЫЙ ВАРИАНТ:

К_з.о.005=(50000(0,025+0,15+0,33)*1,09)/(1,18*4015*0,8*60)=

=0,114

К_з.о.010=(50000(0,618+0,19)*1,09)/(1,18*4015*0,8*60)=

=0,023

К_з.о.015=(50000(4,4+0,19)*1,09)/(1,18*4015*0,8*60)=

=1,035

К_з.о.020=(50000(0,02+0,325+0,152+0,15+0,19)*1,09)/

/(1,18*4015*0,8*60)=0,226

К_з.о.025=(50000(0,64+0,17+0,19)*1,09)/(1,18*4015*0,8*60)=

=0,189

К_з.о.030=(50000(27,1+0,19)*1,09)/(1,18*4015*0,8*60)=

=5,64

К_з.о.035=(50000(2,72+6,69+1,82+0,19)*1,09)/

/(1,18*4015*0,8*60)=2,582

Тогда

Кб.о.=1,1(0,143*2800*1+2,219*7500*3+0,719*7500*1+2,582*5000*3+

+5,64*5000*6+1,035*2800*2+0,39*3000*1+0,226*2100*1)=

=327899,55у.е.

Кб.о.=1,1(0,114*4000*1+0,023*10000*1+1,035*2800*2+0,226*2100*1+0,189*3130*1+5,64*5000*6+2,582*5000*3)=2371530,36у.е.

Стоимость здания ,занимаемого оборудованием ,расчитываеться по формуле

Кпл=Цпл.*Sid*id*Kз.п.id, где

Цпл.—стоимость 1м² общей площади здания ,у.е.;

Sid—габариты оборудования d-го типоразмера ,занятого выполнением i-ой операции (длинаширина),м²;

id-коэффициент ,учитывающий дополнительную площадь ,приходящуюся на оборудование d-го типоразмера [1],стр.1,занятого выполнением i-ой операции ;

К_з._пid-коэффициент занятости площади для изготовления данной детали (по величине равен К_з.о.id)

Тогда

К_пл.=125(1,13*5*0,143+6,549*4*2,219+6,549*4*0,719+2,33*5*2,58+

+2,9*4,5*5,64+1,51*5*1,035+2,72*4,5*0,39+0,3*5*0,226)=

=24255,075 у.е.

К_пл.=125(2,85*4,5*0,114+5,28*4*0,023+1,51*5*1,035+2,72*4,5*0,226+2,98*4,5*0,189+ 2,9*4,5*5,64+2,33*5*5,582)=18258,662 у.е.

СТОИМОСТЬ СЛУЖЕБНО -БЫТОВЫХ ОБЪЕКТОВ

Учитывается при определении эффективности автоматической линии ,автоматического и специального оборудования и в других случаях ,где имеется существенная экономия рабочий силы .Площадь служебно – бытовых объектов ,приходящегося на одного рабочего ,равна 7 м².Стоимость служебно-бытовых объектов в расчете на 1 м²составляет 200 у.е.[1] стр.9.

К_с.б.=7*200 (0,143+2,219+0,719+2,582+6,155+1,035+0,39+0,226) =

=18860 у.е.

К_с.б.=7*200(0,114+0,023+1,035+0,226+0,189+6,155+2,582)=

=14505у.е.

Капитальные вложения по вариантам

К₁= 327899,55+24255,75+18860=371015,3 у.е.;

К₁=237153,36+182580,662+14505=434239,022у.е.

Расчет себестоимости механической обработки.

Себестоимость обработки деталей включает следующие статьи затрат:

С=М_о+З_о+З_в+А_о+А_от+И+Л+Р_о+П, где

М_о-основные материалы;

З_о и З_{в_}-заработная плата основных и вспомогательных рабочих;

А_о-амортизация оборудования;

А_то-амортизация технологической оснастки и затраты на ее ремонт;

И-затраты связанные с эксплуатацией инструмента;

Л-силовая и технологическая электроэнергия;

Р_о-текущий ремонт и межремонтное обслуживание оборудования;

Р-техническое обслуживание и ремонт устройств с ЧПУ;

П-амортизация и содержание площади.

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

Годовые затраты, входящие в состав себестоимости, определяются следующим образом.

Затраты на основные материалы рассчитываются по формуле

М_о=(т_зц_з*К_т.з.-т_оц_о)В, где

т_з-масса заготовки, кг;

ц_з-цена 1кг заготовки, у.е.;

к_т.з.-коэффициент, учитывающий транспортно-заготовительные расходы, к_т.з.=1,05-1,08 для материалов из черных металлов;

т_о-количество реализуемой стружки в кг, определенное по формуле т_о=т_з-т_д, где т_д-масса детали ,кг;

Ц_о-цена 1 кг стружки

Тогда т_о1=7,4-2,2=5,2кг; т_о2=2,8-2,2=0,6кг;

Тогда М_о1=(7,4*0,175*1,05-5,2*0,018)*50000=63270у.е.

М_о2=(2,8*0,175*1,05-0,6*0,018)*50000=25185у.е.

ЗАРОБАТНАЯ ПЛАТА ОСНОВЫХ РАБОЧИХ

С начислениями на страхование расчитывается по формуле

З_о=К_вн*1,167*Вt_шi*l_i, где

К_вн—коэффициент ,учитывающий средний процент выполнения технически обоснованных норм ,К_вн=1,18[1]стр.14;

К_пр—коэффициент , учитывающий приработок рабочих ,

К_пр=1,2-1,4 ;l_i—часовая тарифная ставка работы ,выполняемой на i-ой операции ,у.е.

Тогда

З_о1=1,18*1,3*1,167*50000(0,6867*37,8+10,52*40,7+3,47*40,7+

+12,45*40,7+29,75*40,7+5*37,8+1,89*37,8+0,75*37,8)=

=232871277у.е.;

З_о2=1,18*1,3*1,167*50000(0,55*37,8+0,88*40,7+5*37,8+0,705*37,8+

+1,09*37,8+29,75*40,7+12,4478*40,7)=181790069 у.е.

ЗАРАБОТНАЯ ПЛАТА ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ РАБОЧИХ

(наладчиков, настройщиков и т.п.) рассчитывается в случае, когда предусматривается закрепление вспомогательных рабочих за данной операцией. Величина ее принимается в проценте от заработной платы основных производственных рабочих (по данным предприятия)-20%.

З_в=46574255 у.е.

Зв=36358014 у.е.

ЗАТРАТЫ НА АМОРТИЗАЦИЮ ОБОРУДОВАНИЯ

Определяется по формуле

А_о1=(327899,55*5,3)/100=17378,68 у.е.

А_о2=(237153,36*5,3)/100=12569,128 у.е.

ЗАТРАТЫ,СВЯЗАННЫЕ С ЭКСПЛУОТАЦИЕЙ ИНСТРУМЕНТА

Могут быть определены по формуле

И=С_{ср.эк.и.}^тi₌₁ t_оi,где

С_{ср.эк.и.}-средняя стоимость эксплуатации металлорежущего инструмента за 1 станкоминуту,у.е.;t_о-основное иремя, мин.

И⁽¹⁾=0,096(0,3+9,65+3+12,26+27,1+4,4+1,54+0,515)=5,64 у.е.

И⁽²⁾=0,096(0,175+0,618+4,4+0,515+0,81+27,1+12,25)=4,4 у.е.

ЗАТРАТЫ НА СИЛОВУЮ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКУЮ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЮ

Определяются по формуле

П=_i^m₌₁N_q*K_общ*F_q*Ц_э*К_зоi , гдеM

N_q-мощность электродвигателя станка, кВт;

К_общ-норматив [1] стр. 45 приложение 9; Fg=4015г;

Ц_э-стоимость 1 кВт/ч электроэнергии по двухставочному тарифу,у.е. Ц_э=1,5-1,8 у.е.

Тогда

Л_о1=1,1*0,63*4015*0,143+11*0,63*4015*2,219+11*0,63*4015*0,719+1,1*0,39*4015*2,582+2,1*0,39*4015*5,64+2,2*0,39*4015*1,035+

+5,5*0,39*4015*0,38+0,6*0,39*4015*0,226=58663,99 у.е.

Л_о2=3*0,63*4015*0,114+40*0,63*4015*0,023+2,2*0,63*4015*1,035+

+5,5*0,39*4015*0,226+11*0,39*4015*0,189+2,1*0,39*4015*5,64+

+1,1*0,39*4015*2,582=37144,88 у.е.

ЗАТРАТЫ НА РЕМОНТ ОБОРУДОВАНИЯ

Рассчитываются по формуле

Р_о=_i=1^m(^м_{рем i}*К_{мех i}+^э_{рем i}*К_{э i})_т*К_{з.о i} ,где

^m_{рем i ,}^э_рем-нормативы годовых затрат на все виды ремонта (капитальный, средний, малый), осмотры и межремонтные (технические) обслуживания соответственно механической и электрической частей оборудования, принимаются по [1] прилож. 8;

Кмех., Кэ-категория сложности ремонта механической и электрической части; _т-коэффициент, учитывающий класс точности ремонтируемого оборудования [1] таблицы 4 ._т=1.

Тогда

Р_о1=(30,821,9+7,3*7,1)*1(0,143+2,219+0,719+2,582+5,64+1,035+

+0,39+0,226)=517628,89 у.е.

Р_о2=(30,8*21,9+7,3*7,1)*1(0,114+0,023+1,035+0,226+0,189+5,64+

+2,582)=391961 у.е.

СЕБЕСТОИМОСТЬ ПО ИЗМЕНЯЮЩИМСЯ СТАТЬЯМ И

ВАРИАНТАМ

С⁽¹⁾=63270+232871277+46574255+17378,68+5,64+58663,99+

+517628,89=280102479,2 у.е.

С⁽²⁾=25185+181790069+36358014+12569,128+4,4+37144,88+391961=

=218614947,4у.е.

ГОДОВОЙ ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ

Рассчитывается по формуле

Э=(С⁽¹⁾+К⁽¹⁾)-(С⁽²⁾+К⁽²⁾)=(280102479,2+371015,3)-(218614947,4+434239,022)=61424308,078 у.е.

СРОК ОКУПАЕМОСТИ ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ КАПИТАЛЬНЫХ ВЛОЖЕНИЙ

Не рассчитывается ,т.к. дополнительные капитальные вложения нового варианта не превышают капитальных вложений базового варианта .

ВЫВОДЫ

Из двух проектируемых тех.процессов наиболее выгоден второй, где изменяется заготовка и сам тех.процесс.

В этом варианте материалоемкость снижается на 230т., а себестоимость детали почти в два раза меньше себестоимости детали базового варианта. При этом используется меньшее количество станков и основных производственных рабочих, что существенно снижает затраты на вспомогательное оборудование, производственные площади, само оборудование, хотя оно и более дорогое, электроэнергию. И хотя стоимость самих заготовок выше, но, в конечном итоге, этот вариант становится предпочтительным.

РАСЧЕТ ПРИСПОСОБЛЕНИЯ.3

Проверяемую деталь укладывают на 2 призмы до упора в угольник .

Вращением детали на призмах определяют искомую соосность.

Индикатор закреплен на стойке собранной из опор , которая может свободно перемещаться по плите.

1.ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЩЕЙ ПОГРЕШНОСТИ КОНТРОЛЬНОГО ПРИСПОСОБЛЕНИЯ.

_мет= ²+²_р+²_э+²_п

_б=0;

_з=0,012—установка на плоскости;

2.ОПРЕДЕЛЕНИЕ _пр—погрешность взаимного расположения для установки детали и измерительных устройств

_пр2=(0,005…0,01)/100;

_пр1=(0,005…0,008)/100;

3.ПОГРЕШНОСТЬ ПРЯМОЙ ПЕРЕДАЧИ

Р_о=0;

4.ПОГРЕШНОСТЬ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЭТАЛОНОВ (_э) И ПОГРЕШНОСТЬ ОТ НЕТОЧНОСТИ ПОКАЗАНИЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ (_п).

_э=[0,004…0,012] мм;_э=0,004 мм;

_изм.пр.=[0,0012…0,012] мм;_изм.пр.=0,0012мм;_п.=0,0024мм;

_мет=0,012²+0²+0,004²+0,0024²=0,0129

Список используемой литературы.

1.Н.А.Ястребова, Е.В.Соколов. Методические указания по экономическому обоснованию тех.процессов механической обработки в курсовом и дипломном проектировании. М.:Типография МВТУ, 1981-47с.

2.Технология машиностроения: т.1. Основы технологии машиностроения: Учебник для вузов. В.М.Бурцев, А.С.Васильев,

А.М.Дальский и др.; Под ред. А.М.Дальского. М.: Издательство

МГТУ, 1997-564с.,ил.

3.Справочник технолога машиностроителя. Т.2. Под редакцией

А.Г.Косиловой и Р.К.Мещерякова.-4 издание,-М: Машиностроение,

1985-496с.ил.

4. В.А.Полухин. Проектирование контрольно-измерительных приспособлений. Учебное пособие по выполнению курсового проекта по технологии приборостроения.-М.: Типография МВТУ,

1986-62с.

Аннотация.

В проекте изложены вопросы технологии ремонта и изготвления деталей компрессоров.

Технологическая часть включает разработку технологического процесса механической обработки гильзы компрессора и поршневых колец, а также технологический маршрут ремонта поршня и коленчатого вала. Приводится расчет механо-сборочного цеха по ремонту компрессоров.

Конструкторская часть включает разработку приспособления для механической обработки поршневых колец и краткое описание принципов работы приспособлений для ремонта коленчатого вала.

Экономическая часть расчетно-пояснительной записки содержит расчет экономической эффективности предлагаемого метода ремонта и изготовления деталей компрессора по сравнению с уже существующим технологическим процессом и расчет цеховых затрат проектируемого цеха.

В записке приведен анализ опасных и вредных факторов в цехе с точки зрения охраны труда. Приведен расчет потребного воздухообмена. А также отражено влияние работы цеха на окружающую среду. Приведен расчет горизонтального отстойника.

Защита производства в чрезвычайных ситуациях представлена расчетом оценки возможных параметров непреднамеренного промышленного взрыва газовоздушной смеси в производственном помещении и влияние его на смежные объекты. А также представлен расчет и выбор предохранительных конструкций, снижающих опасные апраметры взрыва до допустимых значений.

Исследовательская часть проекта представлена анализом взаимосвязи изготовления и эксплуатации компрессоров. Определены целесообразные области ремонта и изготовления деталей компрессора. Здесь также представлен алгоритм и программа расчета затрат на ремонт деталей и расчет затрат на изготовление деталей компрессора.

Введение.

В ближайшее время трудно обеспечить значительное увеличение выпуска компрессоров и замену старого станочного оборудования новым, поэтому удовлетворение потребности народного хозяйства в компрессорном оборудовании должно быть обеспечено за счет продления службы уже выпущенных компрессоров.

Это возможно в результате оптимального сочетания выпуска новых и ремонта эксплуатируемых компрессоров. Ремонт компрессоров можно осуществлять на базе завода-изготовителя, создав там механосборочный цех по ремонту компрессоров. Важное значение имеет, то что основные узлы и детали компрессоров унифицированы, что позволяет использовать типовые технологические процессы при изготовлении новых деталей ремонтируемых компрессоров. Но при ремонте деталей компрессора это, к сожалению невозможно.

В данном проектерассматриваются вопросы целесообразного применения различных методов ремонта деталей компрессоров.

Особенно это актуально для тех моделей компрессоров, которые уже сняты с производства, но еще находятся в эксплуатации.

Технологическая часть.

В дипломном проекте разработан проект участка для обработки деталей типа тел вращения (валков и валов для трубосварочных станов) в условиях Московского трубного завода.

В технологической части приведены и обоснованы варианты технологических процессов по обработке валка и вала трубосварочного стана.

В расчете цеха выполнены расчеты по определению количества оборудования, рабочих и т. д.; технико-экономические показатели участка.

В конструкторской части проекта приведены конструкции приспособления для алмазного выглаживания фасонных поверхностей на станке с ЧПУ, приспособления для затачивания алмазных выглаживателей.

В исследовательской части проведено исследование динамики формообразования поверхности при алмазном выглаживании с державкой вращающегося типа.

В организационно-экономической части приведен технико-экономический анализ проектируемого участка, технико-экономическое обоснование проектируемого участка, определены технико-экономические показатели участка.

В разделе охраны труда дан анализ проектируемого техпроцесса с точки зрения соблюдения необходимых норм по технике безопасности и санитарных норм; рассчитано заземляющее устройство.

В разделе охраны окружающей среды дан анализ техпроцесса с точки зрения защиты воздуха и водоемов от пыли, загрязнений, рассчитано количество твердых отходов, производимых участков.

Введение.

В настоящее время переходного периода к капиталистическим методам производства к предприятиям предъявляются новые требования: уметь находить свою “нишу“ на рынке среди других конкурирующих предприятий, расширять масштабы технического перевооружения и реконструкции, переоснащение их новой высокоэффективной техникой, внедрять прогрессивные технологии, научную организацию труда. В соответствии с этим спроектирован участок для обработки валков и валов с использованием новых методов обработки: алмазного точения и выглаживания. Это позволяет исключить многочисленные шлифовальные станки и снизить вредность от пыли. Алмазное выглаживание обладает определенными преимуществами по сравнению с другими методами поверхностного пластического деформирования. Алмаз имеет высокую теплопроводность и низкий коэффициент трения по металлу. При обработке заготовок выглаживанием уменьшается в несколько раз шероховатость поверхности и улучшаются физико-механические свойства поверхностного слоя(микротвердость, микроструктура, напряженное состояние). Износостойкость деталей может повышаться на 20-40 процентов, сопротивление усталости на 30-70 процентов, сопротивление контактной усталости на 20-40 процентов. В связи с этим и применен новый метод отделочной обработки.

1. Исходные данные.

1. Рабочие чертежи деталей.

2. Данные по программам выпуска и размеров партий.

3. Режим работы цеха. Задан двухсменный.

4. Перечень существующего оборудования( технологического, транспортного, подъемно-транспортного.)

5. Существующая планировка РМЦ.

6. Заводской тех процесс без документации.

Имеющееся оборудование на РМЦ:

• станок токарно-винторезный 1М63*2шт

• станок токарно-винторезный 163*2шт

• станок токарно-винторезный 165*1шт

• станок вертикально-сверлильный 2Н118*1шт

• станок вертикально-сверлильный 2Н135*2шт

• станок радиально-сверлильный 2Н55*1шт

• станок продольно-строгальный 7210*1шт

• станок долбежный 75420*1шт

• станок зубофрезерный 5А325*2шт

• станок горизонтально-фрезерный 6Н82Г*1шт

• станок вертикально-фрезерный 6Н12П*1шт

• станок внутришлифовальный 3А228*3шт

• станок круглошлифовальный 3Б161*4шт

• станок плоскошлифовальный 3Б724*1шт

• станок круглошлифовальный 3А164*2шт

• наплавочная установка на базе токарного станка А580*1шт

• стол сварочный L=10020*2шт

• молот паровоздушный G=1000 кг; М1340*1шт

• станок отрезной 872А*1шт

• кран подвесной электрический Q=2 т; l=6м*4шт

• кран подвесной электрический Q=3 т; l=6м*4шт

• высокочастотная установка ВЧГ-2-100/0066*1шт

• соляная печь СП 60 120*1шт

• электропечь шахтная ПН-32*1шт

• электропечь шахтная 020*1шт

• электропечь Н30*1шт

• бак масляный закалочный 1,5*1,0*1шт

• бак водяной закалочный 1,5*1,0*1шт

Тип производства.

В качестве исходных данных для расчета приняты результаты анализа действующего в РМЦ МТ3 производства.

Небольшой размер деталей одного типоразмера, обрабатываемых за год( 4шт ), большая номенклатура выпуска определяют мелкосерийный тип производства.

2. Технологическая часть.

1. Анализ исходных данных.

Назначение детали.

Прокатный валок является сменным технологическим инструментом трубосварочного стана. Его назначение – проводить формообразование трубы из плоского листа.

Валки устанавливаются в клетях трубосварочных станов. Валки, технология изготовления которых рассмотрена в данном дипломном проекте, являются формовочными.

Программа выпуска.

Предусматривается выпуск валков в количестве 7095 шт/год. Среднее число одинаковых валков – 4шт. Таким образом, надо разработать и изготовить более 1770 типоразмеров валков в год.

Технические требования по изготовлению валков.

1. Точность размеров.

2. Шероховатость размеров R₀₁ 0,4 – 1,6 .

3. Биение ручья относительно базового отверстия 0,03 мм.

4. Отклонение от перпендикулярности торцовых поверхностей от базового отверстия не более 0,01 мм.

5. Точность параметров профиля полуосей по 9 квалитету.

Из технических требований видно, что основной задачей является обработка профиля и обеспечение требуемой точности расположения баз.

2.2. Анализ технологичности конструкции валка.

Валок калибровочной клети относится к детали типа дисков.

Это –тело вращения, все поверхности которого необходимо выполнить с большой точностью и малой шероховатостью.

Это увеличивает трудоемкость механической обработки и вызывает необходимость в дополнительных операциях и переходах.

Наличие фасонного профиля требует применения специальной технологической оснастки.

Отверстие сквозное позволяет вести обработку на проход и базировать деталь, чем соблюдается принцип совмещения измерительной и технологической баз, а также принцип постоянства баз.

Для получения шпоночного паза необходим специальный инструмент, что усложняет обработку.

Выбор материала и метода получения заготовки.

Материал валка – сталь Х12М ГОСТ 5950-73- относится к инструментальным сталям, имеет пониженную обрабатываемость резанием. Шлифуемость – удовлетворительная. Учитывая форму деталей, материал, мелкосерийный тип производства и производственные связи МТ3 с поставщиками, на основании опыта работы завода выбираем заготовку: кованый прокат круглого сечения. Резка металла осуществляется дисковой пилой на круглопильном станке в заготовительном отделении.

2.3.Выбор основных технологических методов обработки.

При обработке основных поверхностей проблем не возникает.

Варианты возможны при обработке фасонной поверхности.

Методы обработки фасонной поверхности.

1. Обработка на станках с ЧПУ точением с последующим алмазным выглаживанием профиля. Этот метод рассматривается в дипломном проекте.

2. Обработка на универсальном оборудовании с использованием шаблонов.

3. Обработка на универсальном оборудовании с использованием специальных приспособлений.

4. Анодно-механическая обработка.

5. Электроимпульсная обработка.

Выбор технологических баз.

Основными принципами выбора баз являются :

1. Принцип совмещения измерительной и технологической баз.

2. Принцип постоянства баз.

3. Принцип последовательной смены баз.

В качестве черновой базы выбраны наружная цилиндрическая поверхность и торец. На этой установке обрабатывается технологическая база для дальнейшей обработки – отверстие и торец.

Затем от этой базы обрабатываются другой торец ( перед тем как был протянут шпоночный паз – базой служили уже обработанные поверхности ) и фасонная поверхность.

После термообработки на станке с ЧПУ обрабатывается технологическая база – отверстие. Закрепление за цилиндрическую поверхность и торец. Далее деталь сажается на разжимную оправку и обрабатываются остальные поверхности. Этим обеспечивается принцип совмещения измерительной, технологической и конструкторской баз. Затем выполняется алмазное выглаживание фасонной поверхности.

2.4. Проектирование маршрута обработки.

На основе принципов выбора баз, изложенных выше, проектируется маршрут обработки. Учитывая высокую жесткость заготовки, осуществляется максимальная концентрация обработки, т.е. совмещение в одной операции черновой и чистовой обработок.

2.5. Расчет принципов на механическую обработку.

Рассчитаем припуски расчетно-аналитическим методом (РАМОП), разработанным профессором В. М. Кованом. Используется метод автоматического получения размеров.

Минимальный припуск на обработку рассчитаем по формуле

2Z_imin=2[(Rz_i-1+T_i-1)+²_i-1+²_i],

где Rz_i-1 – высоты неровностей профиля на предшествующем переходе;

T_i-1 – глубина дефектного поверхностного слоя на предшествующем переходе;

_i-1 – суммарные отклонения расположения поверхности ( отклонения от параллельности, перпендикулярности, и т.д. )

_i – погрешность установки заготовки на выполняемом переходе.

Расчет припусков на обработку наружной поверхности валка.

Заготовка : кованый прокат.

А. Заготовка.

Кривизна заготовки _к=_к*l_к=0,5*90=45мкм

Б. Черновое обтачивание.

_черн=0,06*_к=0,06*45=2,7мкм

В. Чистовое обтачивание.

^_чист=0,04*2,70 ; После т.о. погрешность.

^_чист=0,5*90=45мкм ;

_{чист }=45мкм

Г. Тонкое обтачивание.

_тонк=0,03*0,8=0,02мкм0

Д. Алмазное выглаживание.

База прежняя ; _i-1=0 ; =0

Погрешности установки.

А. Черновое обтачивание – погрешность установки на оправке =200мкм.

Б. Чистовое обтачивание - погрешность установки на оправке =20мкм.

Проверка.

Z_{общ max}-Z_{общ min}=_заг-_{гот.дет.}

5,5-3,8=1,7

1800-100=1700

Совпадает.

2.6. Расчет оправки с упругими шайбами.

1) Сила резания P_zyx=10*C_p*t^x*S^y*vⁿ*K_p

P_zyx=10*300*0,25¹*0,06^0,75*70^-0,15*2=96 Н ( 9,6 кГс )

К_р=К_мр*К_р*К_р*К_р*К_гр2

2) Крутящий момент М_кр=D/2*P=0.082*96=7.8 Нм

3) Для оправки с D_min-D_max=63-80

P_ст=7000 Н ; М_кр=30 Нм, видно, что оправка подходит.

Расчет припусков на обработку отверстия валка  65^+0,03

А) Сверление.

Суммарные отклонения _=(_y*l)²+C²_o , где

С_о – смещение оси отверстия ;

_y – значение увода оси сверла ;

l – длина просверливаемого отверстия.

_=(0,9*88,5)²+25²=83,5мкм

Б) Предварительное растачивание.

_предв=0,06*_=0,06*83,5=5мкм

В) Чистовое растачивание.

_чист.=0,04*5=0,2мкм0 ;

Коробление после т.о. ;

_кор.=0,5*88,5=45мкм

Г) Окончательное растачивание.

Погрешность от установки в трехкулачковый патрон =100мкм

Заносим все в таблицу.

Расчет припусков на обработку торца валка.

1. Резка прутка производится на отрезном станке дисковой пилой.

_рез=_н*Д=0,01*170,0=1,7мкм

при зажиме в трехкулачковом патроне _i=100мкм.

2. Окончательная подрезка торца.

После т.о. _i-1=100мкм ; _i=100мкм.

Результаты заносим в таблицу.

Технологический контроль качества валка.

Контроль осуществляется контролером и производственными рабочими. Контроль фасонной поверхности достаточно проблематичен. В данном проекте предлагается контролировать фасонную поверхность с помощью специальной машины. По двум координатам передвигается по программе щуп и выдает отклонение. На выходе ЭВМ выводящая параметры , k и точность расположения, т.е. точность по двум осям и углу.

2.7. Расчет режимов резания при обработке валка.

Операция 005.Отрезная.

Назначаем табличные значения.

S_z=0,05мм/зуб ; Z=200 ; S₀=10мм/об ; V=14м/мин

n=1000*V/(*D)=1000*14/(3,14*315)=14об/мин

t₀=P/(S₀*n)=170/(10*14)=1,22мин

t_ш-к=(t₀+t_в)*(1+(++)/100)+t_n3, где

t₀ – основное время;

t_в – вспомогательное время;

,, - коэффициенты, определяющие соответственно время технического обслуживания, организационного обслуживания и время перерывов в работе. Значения берем по нормативам.

t_n3 – подготовительно-заключительное время;

n – число заготовок в партии, шт.

t_ш-к=(1,22+0,5)(1+(6+5+2,5)/100)+(5+10)/28=1,96мин ;

Операция 010.Токарная с ЧПУ.

Переход 1.Подрезка торца.

t₁=2,08мм; t₂=0,62мм; S₀=0,8мм/об;

Определим скорость резания по формуле

V=C_v/(T^m*t^x*S^y)*К_v; где

Т – стойкость резца;

t₀ – глубина резания;

S – подача.

V=47/(45^0,20*2,08⁰*0,8^0,8)*0,8*1*1,9=39,840м/мин;

K_v=K_мv*K_пv*K_иv , где

K_мv – коэффициент, учитывающий материал заготовки;

K_мv – коэффициент, учитывающий состояние поверхности;

K_мv – коэффициент, учитывающий материал инструмента.

K_мv=K_г*(750/_в)^Пv , где

K_г – коэффициент,

_в – временное напряжение;

n_v – показатель степени.

K_мv=0,8*(750/710)^1,25=0,8

n=1000*V/(*D)=1000*40/(3,14*170)=75об/мин;

t₀=D/(2*n*S₀)=170/(2*75*0,8)=1,42мин;

Переход 2.Сверление.

S₀=0,35мм/об; t=15мм;

М=C_v*D^q*K_v/(T^m*S^y)=9,8*30^0,4*0,24/(50^0,2*0,35^0,5)=7,1м/мин

K_v=K_мv*K_иv*K_lv=0,79*0,3*1,0=0,24

K_мv=K_г*(750/_в)^Пv=0,75*(750/710)^0,9=0,79

n=1000*V/(*D)=1000*7,1/(3,14*30)=75,3об/мин

t₀=94/(75,3*0,35)=3,4мин.

Переход 3.рассверливание.

S₀=2*0,35=0,7об/мин; t=17мм; v=7,1м/мин;

n=1000*7,1/(3,14*65)=35об/мин; t₀=94/(35*0,7)=3,7мин.

Переход 4. Растачивание отверстия.

S₀=0,17об/мин; v=60м/мин;

n=1000*60/(3,14*64,7)=295об/мин;

t₀=92/(295*0,17)=1,88мин.

t_ш-к=(1,42+3,4+1,4+1,88+0,8+1,7)*1,135+(10+27)/28=13,36мин ;

Операция 15. Горизонтально-протяжная.

t=5,8мм; v=0,07м/мин; S_z=0,09мм/зуб; t₀=86,6/(0,07*1000)

t_ш-к=(1,24+1,2)*1,135=2,77мин ;

Операция 20. Токарная с ЧПУ.

Переход 1. Подрезка торца.

t₁=2,08мм; t₂=0,62мм; S₀=0,8мм/об; v=40м/мин;

n=1000*V/(*D)=1000*40/(3,14*170)=75об/мин;

t₀=D/(2*n*S₀)=170/(2*75*0,8)=1,42мин.

Переход 2. Наружное точение.

t=1,55мм; S₀=0,8мм/об; v=68м/мин;

n=1000*V/(*D)=1000*68/(3,14*170)=131об/мин;

t₀=89/(131*0,8)=0,85мин;

t=0,13мм; S₀=0,29мм/об; v=105м/мин;

n=1000*V/(*D)=1000*105/(3,14*165)=203об/мин;

t₀=89/(203*0,29)=1,52мин;

Переход 3. Протачивание канавки.

t=1мм; S₀=0,5мм/об; v=52м/мин;

n=1000*V/(*D)=1000*52/(3,14*120)=138об/мин;

t₀=6/(138*0,5)=0,1мин;

Переход 4. Точение ручья.

t=5мм; S₀=1,2мм/об; v=55м/мин;

n=1000*V/(*D)=1000*55/(3,14*160)=110об/мин;

t₀₁=32/(110*1,2)=0,25мин;

t₀₂=20/132=0,15мин;

t₀₃=30/132=0,23мин;

t₀=2*0,25+2*0,15+2*0,23=0,5+0,3+0,46=1,26мин;

t_ш-к=(1,42+3,4+3,7+0,1+1,26+1,1+1,7+0,075)*1,135+

+(10+37)/28=16,5мин;

Чистовое течение ручья.

t=1мм; S₀=0,2мм/об; v=140м/мин;

n=1000*V/(*D)=1000*140/(3,14*164)=272об/мин;

t₀=60/(272*0,2)=1,1мин;

Операция 30. Токарная с ЧПУ.

Установ А. Переход 1. Растачивание отверстия.

t₁=0,2мм; t₂=0,17мм; S₀=0,12мм/об; v=100м/мин;

n=1000*V/(*D)=1000*100/(3,14*65)=490об/мин;

t₀=86,62/(490*0,12)=3,0мин;

Переход 2. Подрезка торца.

t=0,28мм; S₀=0,07мм/об; v=100м/мин;

n=1000*V/(*D)=1000*100/(3,14*164)=194об/мин;

t₀=50/(0,07*194)=3,68мин;

Установ Б. Переход 1. Окончательное точение ручья.

t=0,19мм; S₀=0,1мм/об; v=100м/мин;

n=1000*V/(*D)=1000*100/(3,14*164)=194об/мин;

t₀=60/(0,1*194)=3,1мин;

Переход 3. Алмазное выглаживание фасонной поверхности.

t=0,003мм; S₀=0,05мм/об; v=280м/мин;

n=1000*V/(*D)=1000*280/(3,14*164)=543об/мин;

t₀=100/(0,05*543)=3,68мин;

t_ш-к=(3,0+7,36+3,1+3,68+2,5+0,75+0,074+3)*1,135+

+(10+27)/28=28,2мин;

Обработка вала.

2.8. Анализ исходных данных.

Назначение детали.

Вал калибровочной клети трубосварочного стана предназначен для установки на нем валка. Вал приводится в движение с помощью шестерни, посаженной на шлицы.

Программа выпуска.

Программа выпуска составляет 4766 штук в год.

Среднее число одинаковых валов – 4 шт.

Технические требования на изготовление вала.

От качества изготовления вала зависит стойкость инструмента и производительность работы стана.

1. Точность размеров 610 квалитет.

2. Шероховатость поверхности R_а 0,86,3.

3. Допуски геометрии( цилиндричности, круглости ) нормальной точности(0,006мм для 6 квалитета)

4. Радиальное биение торцовых поверхностей относительно оси 0,04мм.

5. Допуск несоосности осей А и Б 0,012мм.

Из технических требований видно, что основной задачей является обработка поверхностей с обеспечением заданных шероховатостей поверхностей и требуемой точности расположения баз.

2.9. Анализ технологичности вала.

Вал относится к деталям типа “вал”.

Это тело вращения, представитель типичных валов.

Фаска и центровое отверстие позволяют выполнить принцип совмещения технологической и измерительной баз. Необходимость обработки с двух сторон заставляет делать переустанов вала.

Т.к. шпоночные пазы не являются глухими, это упрощает их обработку. В связи с большой длиной вала при шлифовании необходим люнет. Это также усложняет обработку.

Выбор материала и метода получения заготовки.

Материал вала – сталь 12ХН3А. Из этой стали изготавливаются цементуемые детали, к которым предъявляются требования высокой прочности, пластичности и вязкости сердцевины и высокой поверхностной твердости, работающие под действием ударных нагрузок. Обрабатываемость резанием – нормальная (К_{v тв. спл.}=1,26; К_{v б.ст.}=0,95)

В связи с мелкосерийным типом производства и небольшим перепадом ступеней выбираем заготовку горячекатаный прокат.

2.10. Выбор основных технологических методов обработки.

Так как вал является типичным представителем, то обработку ведем обычным образом. Применяем точение, шлифование, фрезерование.

Резьбу М501,5 нарезаем на станке с ЧПУ за несколько проходов.

Пазы фрезеруем шпоночными фрезами. Шлицы фрезеруем червячной фрезой.

Выбор технологических баз.

Для выполнения заданной точности расположения баз используем в начале обработки центровые отверстия и фаску. Это дает совмещение технологической и измерительной баз, погрешность базирования =0. Связанные допусками поверхности(привязанные к базам) обрабатываемые за один установ на круглошлифовальном станке. Это дает нам также соблюдение принципа постоянства баз. После термообработки производится зачистка центров; и после цементации и закалки всего вала – правка центров.

2.11. Проектирование маршрута обработки.

На основе принципов совмещения технологической и измерительной баз, изложенных выше, проектируем маршрут обработки. Вначале выполняем “обдирку” заготовки, затем , после отпуска, обработку основных поверхностей на станке с ЧПУ, затем выполняем отверстие М161,5 на вертикально-сверлильном станке, затем фрезерные операции, и в конце , после термообработки, шлифуем шлицы и цилиндрические поверхности.

2.12. Расчет погрешности от упругих деформаций технологической системы.

А) Расчет прогиба при обдирке вала.

Расчетная схема.

Наибольший прогиб вала в случае балки с жесткой опоры с одной стороны и опорой с другой.

f_max=0,0093*(P*l³)/(E*J); при x=0,553*l

приведенный диаметр

d_пр=_1-nd²_i·l_i/_1-nl_i=(34²·88+50²·310+40²·114)/512=45,5мм;

Сила резания

P_y=10·C_p·t^x·S^y·Vⁿ·K_p;

K_p=K_мp·K_p·K_p·K_p·K_гp=(930/750)^0,751·1·1·1=1,175;

P_y=10·243·5^0,9·0,3^0,6·26^-0,3·1,175=2220,75Н;

f_max=0,0093·(3140,6·512³)/(2,1·10⁵·21,43·10⁴)=0,087мм;

Здесь P=P²_y+P²_z=2·2220,75²=3140,6Н;

Т.к. при затуплении резца эти составляющие равны и направлены перпендикулярно.

J=0,05·d⁴=0,05·45,5⁴=21,43·10⁴мм⁴

Искомое утолщение вала y=2·f_max=2·0,087=0,174мм, что не превышает допуск. Значит, можно вести обработку без люнета.

Б) Расчет прогиба при чистовом обтачивании вала на станке с ЧПУ.

P_y=10*243*2,03^0,9*0,6^0,6*110^-0,3*(730/750)^0,75*1*1*1*0,82=668Н;

P=2*668²=944,7Н.

v_max=P*l³/(48*E*J)=994,7*512³/(48*2,1*10⁵*21,43*10⁴)=0,062мм.

y=2*f_max=2*0,062=0,124мм. Это меньше, чем допуск S=0,16мм.

Значит, можно вести обработку без использования люнета.

Расчет силы прижатия заготовки при фрезеровании шпоночного паза и предельно допустимой нагрузки на призму из условий контактной прочности.

Расчетная схема фрезерования.

Главная составляющая силы резания

Окружная сила P_z.

P_z=(10*C_p*t^x*S^y_z*Bⁿ*Z/(D^q*n^w))*K_мp,

где Z – число зубьев фрезы;

n – частота вращения.

K_мp=(B/750)ⁿ=(730/750)^0,3=0,992;

P_z=(10*68,2*5^0,86*0,0026^0,72*5¹*2/(12^0,86*531⁰))*0,992=43,84Н;

Радиальная составляющая силы резания

P_y=0,4*P_z=0,4*43,84=17,5Н;

Сила на призму максимальна, когда P_yz перпендикулярна оси вала и равна

P_yz=43,84²+17,5²=47,37Н.

Предельная допустимая нагрузка на призму из условий контактной прочности.

Q=7*b*D, где

b – длина контакта заготовки с призмой, мм;

D – диаметр заготовки, мм.

Q=7*20*50=7000Н.

Расчет припусков на механическую обработку.

Расчет ведем методом РАМОП.

Расчет делаем для шейки  50^+0,03_+0,01

Точность – 7 квалитет.

Z_max=6,674; Z_min=4,79.

А) Черновое обтачивание.

Суммарные отклонения оси расположения поверхности

_черн=(²_к+²_у)

_к=_к*l_к=2,5*218=545мкм (кривизна проката)

_у=0,25*(²+1)=0,25*(6²+1)=1,52 (погрешность при центровании)

_черн=(545²+1520²)=1615мкм.

=0, т.к. обработку ведем в центрах.

Б) Чистовое обтачивание.

_чист=0,06*_заг=0,06*1615=97мкм.

В) Предварительное шлифование

_п.шлиф.=0.04·_чист.=0.04·97=4 мкм

Кривизна вала после Т. О. с правкой ^_к.=^_к*l_к=0.12*250=30 мкм 

_п.шлиф.=4²+30²=30.3 мкм 

Г) Окончательное шлифование

_{окончат.шлиф.}=0.03*_п.шл.=0.03*31=0.93 1 мкм

Значения заносим в таблицу .

Проверяем _общ.max.-_общ.min.=_заг.-_{гот.дет.}

6.474-4.79=1.684 1.700-0.016=1.684

2.14. Расчет режимов резания для обработки вала

Операция 005. Отрезная.

S=0.02мм/зуб; z=160; S₀=3.2 мм/об ; v=14 м/мин; n=1000v/D =

= 1000*14/3.14*160=27 об/мин;

t₀=D/S₀*n =80/3.2*27=0.93 мин.;

t_ш.-к.=(0.93+0.25)(1+[6+5+2.5]/10)+7/27=1.6 мин.

Операция 010. Фрезерно-центровальная.

Переход 1.фрезерование торцев.

S=0.025 мм/зуб.;

S₀=0.2 мм/об.;

v=200 м/мин;

n=1000v/D_фр.=1000*200/314*80=796мм/об;

t₀=75/S₀*n=75/0.2*796=0.47 мин.;

t_ш.-к.=(0.47+0.27+0.17)*1.135+7/27=1.3.мин.

Переход 2. Сверление центровых отверстий .

S₀=0.06 мм/об;

v=26 м/мин.;

n=1000*26/*6=1380 об/мин.;

t₀=14/0.06*1380 =0.17 мин.

Операция 015.Токарная (обдирка).

Установ А.

1. t=5 мм;

S₀=0.3мм/об.;

v=93 м/мин.;

t₀=2*218/0.3456=3./2 мин.;

n=1000*93/3.14*65=456 об./мин.

2. t=3.5 мм;

t₀=2*86/0.3*456 =1.26 мин.;

t_ш.=(3.2+1.26+2)*1.125= 7.27 мин.;

Установ Б .

1. t=5 мм;

S₀=0.3 мм/об.;

v=93 м/мин.;

n= 456 об/мин.;

t₀=2*280/0.3*456=4.1 мин.;

2)t=5 мм;

t₀=112/0.3*456=0.82 мин.;

t_ш=(4.1+0.82+2)*1.125=7.8мин;

t_ш.-к.=(4.1+0.82+3.2+1.26+2+2)*1.125+16/27=15.7 мин.

Операция 030. Токарная с ЧПУ.

Установ А.

1. t= 2.03 мм;

S₀=0.6 мм/об.;

v=110 м/мин.;

n=1000*110/3.14*50₍₄₀₎=700об/мин.₍₈₅₄₎;

t₀=(282+114+20)/(0.6*700)=0.94 мин.;

t₀=20/0.6*854=0.05 мин.

2. t=0.22 мм (чистовая обработка) ;

S₀=0.2 мм/об.;

v=80 м/мин.;

n=1000*80/3.14*50₍₄₀₎=509 об/мин.₍₆₃₇₎;

t₀=114/(0.2*637)=0.9 мм;

t₀=168/(0.2*509) =1,65мин.

Установ Б.

1. t= 2.03 мм;

S₀=0.6 мм/об.;

v=110 м/мин.;

n₁=700об/мин.;

n₂=1001об/мин.;

t₀=88/(0,6*1001)+126/(0,6*700)=0,15+0,3=0,45мин.;

2. t= 0,22 мм;

S₀=0.2мм/об.;

v=80 м/мин.;

t₀=88/(0,2*1001)+126/(0,2*700)=0,44+0,9=1,34мин.;

t_ш-к=(0,94+0,05+0,9+1,65+0,45+1,34+0,02*2++0,3+2+

+0,07*4+2+0,02*2+0,3+0,07*5+2)*1,115+(10+27)/27=15,6мин.

3. Прорезание канавки.

t= 1,65 мм;

S₀=0,15мм/об.;

v=85 м/мин.;

n=542об/мин.;

t₀=1,65/(0,15*542)=0,02мин.;

4. Точение канавки R=8,3мм.

t= 2,5 мм;

S₀=0,6мм/об.;

v=110 м/мин.;

n=1030об/мин.;

t₀=11/(0,6*1030)=0,02мин.;

5) Нарезание резьбы.

t= 0,92 мм;

S₀=1,5мм/об.;

v=(C_v·i^x/(T^x·S^y))·K_v=(244*3^0,23/(70^0,2*1,5^0,3))*0,469=44м/мин, где

K_v=K_мv·K_uv·K_cv=0.625*1*0.75=0.469, где

K_мv=K_г*(750/_в)^Пv=1,0*(750/1200)^1,0=0,625;

n=1000*43,3/(3,14*50)=2,76об/мин;

t₀=22*6/(1,5*276)=0,3мин;

t_ш-к – см. выше.

Операция 35. Вертикально-сверлильная.

1. Переход 1. Сверление отв.  14,5.

t= 7,25 мм;

S₀=0,2мм/об.;

v=19м/мин.;

n=417об/мин.;

t₀=45/(0,2*417)=0,54мин.;

2. Переход 2. Зенкерование.

t= 3 мм;

S₀=0,8мм/об.;

v=40 м/мин.;

n=637об/мин.;

t₀=0,02мин.;

3. Переход 3. Нарезание резьбы метчиком.

t= 0,75мм;

S₀=1,5мм/об.;

v=15 м/мин.;

n=299об/мин.;

t₀=0,09мин.;

t_ш-к=(0,54+0,02+0,09+0,02*3+0,08*3+0,18*3+0,27)*1,125+

+(7+16)/27=2,9мин;

Операция 40. Шлицефрезерная.

t= 3,17мм;

S_z=0,06мм/зуб.;

S=0.8мм/об.;

v=12,8 м/мин.;

n=51об/мин.;

t₀=1,84мин.;

t_ш-к=(1,84+2+0,04*6)*1,125+7/27=4,86мин;

Операция 45. Вертикально-фрезерная.

1. t= 3мм;

S_z=0.002мм/зуб.;

S₀=2*0,008=0,016мм/об.;

v=12 м/мин.;

n=700об/мин.;

t₀=2,14мин.;

2) t= 5мм;

S_z=0,002мм/зуб.;

S₀=2*0,0095=0,019мм/об.;

v=20 м/мин.;

n=531об/мин.;

t₀=14,9мин.;

t_ш-к=(2,14+12,6+1,7+0,2+2,6+0,24+0,06)*1,125+7/27=18,5мин;

Операция 55. Правка центров.

1. Зенковкой,

t= 0,5мм;

S₀=0,1мм/об.;

v=40 м/мин.;

n=637об/мин.;

t₀=0,1мин.;

2. Шлифовальной головкой,

t= 0,3мм;

v_кр=35 м/с;

v_заг=10м/мин.;

n=354об/мин.;

t₀=0,2мин.;

t_ш-к=(0,1+0,2+0,27+0,2+0,03+0,02+0,12*2+3)*1,125+

+(7+16)/27=5,42мин;

Операция 60. Шлицешлифовальная.

t= 0,1мм;

S_пр=0,015мм/дв.х.;

v_к=20 м/с.;

i=0,1/(sin 60⁰*0.015)=8 дв.х.;

T₀=0.34мин.;

t_ш-к=(0.34+0.5+2)*1,125+(7+10)/27=4мин;

Операция 65. Круглошлифовальная.

1. t=0.07мм;

S_поп=0,01мм/дв.х.;

V_заг=20м/мин;

v_кр=35м/с;

S_пр=13мм/об.;

t₀=L*i*k/(S_пр*n_д);

n_д=1000*20/(3,14*50)=127об/мин;

i=0,07/0,01=7 дв.х.;

t₀=168*7*1,3/(13*127)=0,93мин;

2. t=0.031мм;

S_поп=0,005мм/дв.х.;

V_заг=50м/мин;

v_кр=35м/с;

S_пр=8мм/об.;

t₀=L*i*k/(S_пр*n_д);

n_д=1000*50/(3,14*50)=318об/мин;

i=0,031/0,05=7 дв.х.;

t₀=168*7*1,3/(8*127)=0,5мин;

3. t=0,08мм;

S_поп=0,01мм/дв.х.;

V_заг=50м/мин;

v_кр=35м/с;

S_пр=8мм/об.;

i=8 дв.х.;

t₀=0,38мин;

4. t=0.07мм;

S_поп=0,01мм/дв.х.;

V_заг=20м/мин;

v_кр=35м/с;

S_пр=13мм/об.;

t₀=L*i*k/(S_пр*n_д);

n_д=1000*20/(3,14*50)=127об/мин;

i=0,07/0,01=7 дв.х.;

t₀=110*7*1,3/(13*127)=0,61мин;

5. t=0.031мм;

S_поп=0,005мм/дв.х.;

V_заг=50м/мин;

v_кр=35м/с;

S_пр=8мм/об.;

t₀=L*i*k/(S_пр*n_д);

n_д=1000*50/(3,14*50)=318об/мин;

i=0,031/0,05=7 дв.х.;

t₀=110*7*1,3/(8*318)=0,4мин;

6. t=0,077мм;

S_поп=0,01мм/дв.х.;

V_заг=20м/мин;

v_кр=35м/с;

S_пр=13мм/об.;

n=1000*20/(3,14*34)=18,7об/мин;

t₀=80*8*1,3/(13*187)=0,34мин;

7. t=0.031мм;

S_поп=0,005мм/дв.х.;

V_заг=50м/мин;

v_кр=35м/с;

S_пр=8мм/об.;

n_д=1000*50/(3,14*50)=318об/мин;

t₀=80*7*1,3/(8*468)=0,2мин;

t_ш-к=(0,93+0,5+0,38+0,61+0,4+0,34+0,2+0,5*4)*1,125+

+(7+3)/27=6мин.

6. Проектирование цеха.

3.1. Расчет приведенной программы цеха.

Основой для проектирования цеха является его производственная программа.

В качестве исходных данных для расчета приняты результаты анализа присутствующего в РМЦ МТЗ производства.

Значительная номенклатура и небольшой размер деталей одного типоразмера, обрабатываемых за один год, определяют мелкосерийный тип производства.

Проектирование будем вести по приведенной программе. Это объясняется тем, что при значительной номенклатуре объем проектных и технологических разработок становится очень большим, и для его сокращения реальную многономенклатурную программу заменяем приведенной, выраженной ограниченным числом представителей, эквивалентной по трудоемкости фактической номенклатурной программе.

С этой целью все детали разобъем на группы по конструктивным и технологическим признакам.

В каждой группе выбираем деталь – представитель, по которой ведем расчеты. В качестве деталей – представителей в проектируемом участке выбираем валок и вал.

Общий коэффициент приведения

К_пр=К₁*К₂*К₃, где

К₁ – коэфф. приведения по массе;

К₂ – коэфф. приведения по серийности;

К₃ – коэфф. приведения по сложности.

Для геометрически подобных деталей

К₁=(m_i/m_пр)^2/3;

К₂=(N_пр/N_i)^0,15;

К₃=К₃₁*К₃₂, где

К₃₁=(Н_i/Н_пр)^0,5, где Н_i и Н_пр – число оригинальных элементов в приводимом изделии и изделии – представителе;

К₃₂ – коэфф., учитывающий точность сопоставляющих изделий,

К₃₂=К_тi/К_тпр, где К_тi и К_тпр – коэфф., зависящие от класса точности станка.

Произведение всех коэффициентов приведения дает общее значение коэффициента приведения для рассматриваемой детали. Приведенная программа для каждого изделия определяется произведением заданной программы выпуска на общий коэффициент приведения.

Составляем ведомость расчета приведенной программы:

3.2. Расчет станкоемкости.

Станкоемкость механической обработки определяем укрупненно.

Станкоемкость годового выпуска определяем по формуле:

Т=Q₀*Т_уд, где

Q₀ – годовой выпуск деталей в [m]

Т_уд – удельная станкоемкость обработки 1 т. деталей [ст. час/т]

Для РМЦ МТЗ согласно отраслевым стандартам, и справочным материалам по проектированию механических цехов для металлургических заводов.

Т=1115*125=139375 ст. час.

Определение количества основного оборудования.

С_{п общ.}=Т/(Ф₀*К_{3 ср}), где

С_{п общ.} – принятое общее число единиц оборудования цеха без указания наименования.

К_{3 ср} – средний коэффициент загрузки оборудования по цеху при двухсменной работе. Для мелкосерийного производства К_{3 ср}=0,85.

Ф₀ – эффективный годовой фонд времени работы оборудования ;

Ф₀=4060 ч.

С_{п общ.}=139375/(4060*0,85)=41 ст.

Распределение общего количества станков по группам:

1. Токарные станки – 30%

C_Т=41*0,3=12 ст.

Т.к. мы заменяем некоторые универсальные станки с ЧПУ:

С_{т уп.}=С_{т ЧПУ}*К_пг=3*2=6 станков.

Итак, С_т=12-6+3==9 станков.

2. Расточные станки - 5%,

С_р=41*0,05=2 ст;

3. Продольно-строгательные станки - 3%,

С_с=41*0,03=1 ст;

4. Поперечно-строгальные станки - 5%

С_с=41*0,05=2 ст;

5. Протяжные станки - 2%

С_п=41*0,02=1 ст;

6. Фрезерные станки - 8%,

С_пр=41*0,08=4 ст;

7. Зубообрабатывающие станки - 5%,

С_з=41*0,05=2 ст;

8. Вертикально-сверлильные станки - 6%,

С_в-с=41*0,06=3 ст;

9. Радиально-сверлильные станки 2%;

С_р-с=41*0,02=1 ст;

10. Шлифовальные станки – 30%,

С_ш=41*0,3=12 ст.

2 станка определяют, т.к. при обработке валков вместо двух внутришлифовальных станков используется один станок с ЧПУ.

Всего С_{п общ}=36 станков.

3.3. Расчет количества станков для участка обработки валов и валков.

Суммарная приведенная программа:

• валов 4766 шт/год;

• валков 7095 щт/год;

• всего 11861 щт/год.

1)Отрезные станки:

Годовая станкоемкость Т_отр= ⁿ_i=1^m_j=1t_ш-кijN_i/60, где

m – число операций обработки i-ой детали на станке;

n – число разных деталей, обрабатываемых на данном станке;

N_i – годовая программа выпуска i-х деталей.

Т_отр=(1,96*7095+0,6*4766)/60=279,43 ст.час;

Расчет. Число станков

С^’_р=Т_с/Ф₀=279,43/4060=0,07; С_пр=1 ст.

К_з=С^’_р/С_пр=0,07;

2. Фрезерно-центровальные станки.

Т_фр-ц=1,3*4766/60=103 ст.час;

С^’_р=103/4060=0,025; к_з=0,025;

3. Токарно-винторезные станки.

Т_т-в=17,7*4766/60=1780 ст.час;

С^’_р=1780/4060=0,44; С_пр=1; к_з=0,44;

4. Токарные станки с ЧПУ.

Т_тЧПУ=(15,6*4766+[13,36+16,5]*7095/60=10144ст.час;

С^’_р=10144/3890=2,61; С_р=3ст; к_з=2,61/3=0,87;

5. Токарные станки с ЧПУ повышенной точности.

Т_тЧПУп=28,2*7095/60=3335 ст.час;

С^’_р=3335/3890=0,86; С_р=1ст; к_з=0,86;

6. Протяжные станки.

Т_прот=1,24*7095/60=147ст.час;

С^’_р=147/4060=0,036; С_р=1ст; к_з=0,036;

7. Вертикально-сверлильные станки.

Т_в-с=2,9*4766/60=329ст.час;

С^’_р=329/4060=0,081; С_р=1ст; к_з=0,081;

8. Шлицефрезерные станки.

Т_ш-ф=4,86*4766/60=551ст.час;

С^’_р=551/4060=0,14; С_р=1ст; к_з=0,14;

9. Вертикально-фрезерные станки.

Т_в-ф=8,48*4766/60=961ст.час;

С^’_р=961/4060=0,24; С_р=1ст; к_з=0,24;

10. Центрошлифовальные станки.

Т_ц-ш=5,42*4766/60=614ст.час;

С^’_р=614/4060=0,15; С_р=1ст; к_з=0,15;

11. Шлицешлифовальный станок.

Т_шл-шл=3,9*4766/60=442ст.час;

С^’_р=442/4060=0,11; С_р=1ст; к_з=0,11;

12. Круглошлифовальные станки.

Т_к-ш=6,02*4766/60=680ст.час;

С^’_р=680/4060=0,17; С_р=1ст; к_з=0,17;

3.4. Определение числа производственных рабочих.

Расчет производим по общей трудоемкости механической обработки приведенной годовой программы.

Р_ст=Т/(Ф_р*к_м), где

к_м – коэффициент многостаночного обслуживания в мелкосерийном производстве к_м=1,1.

Р_ст=139375/(1860*1,1)=65чел.

Определение числа вспомогательных рабочих.

Р_всп=Р_ст*0,25=65*0,25=17чел.;

Потребное количество ИТР.

Р_итр=(Р_ст+Р_всп)*0,09=(65+17)*0,09=8чел.;

Потребное число МОП.

Р_моп=(Р_ст+Р_всп)*0,02=(65+17)*0,02=2чел.;

Потребное число служащих.

Р_сл=(Р_ст+Р_всп)*0,09=(65+17)*0,09=2чел.

Расчет площади цеха.

Общая площадь цеха составляет S_общ=4536м².

Производственная площадь.

S_пр=S_уд.пр.*S_общ, где

S_уд.пр. – удельная производственная площадь,

приходящаяся на один станок S_уд.пр.=25м²/станок;

S_пр=25*41=1025м²;

Расчет числа заточных станков.

С_з=С*П/100, где

С_з – число заточных станков;

П – процент заточных станков от общего числа станков, обслуживаемых заточными станками общего назначения.

С_з=(9+2+4+3+1)*4/100=1 станок.

Требуются также станки для:

А) заточки червячных фрез 1 шт;

Б) заточки долбяков 1 шт;

В) заточки протяжек 1 шт.

Общее количество заточных станков 4 шт.

Площадь заточного отделения.

S_зат=С_з*S_уд.з. , где

С_уд.з. – удельная площадь, приходящаяся на 1 заточной станок.

S_уд=15м²/ст;

S_зат=15*4=60м².

Количество рабочих заточников.

Р_зат=С_зат*Ф_с*к_з.ср./(Ф_р*к_м), где

С_зат – число станков заточного отделения;

Ф_с – действительный годовой фонд станка;

к_з.ср. – средний коэффициент загрузки станков;

Ф_р – действительный годовой фонд времени рабочего;

к_м – коэффициент многостаночного обслуживания.

Р_зат=4*4015*0,65/(1860*1,05)=4 чел.

Расчет числа оборудования отделения ремонта и оснастки.

С^'_р=3ст. (по нормам)

Вспомогательное оборудование.

С_всп=3ст. (по нормам)

Общее число оборудования.

С_р=3+3=6ст.

Расчет площади отделения ремонта инструмента и оснастки.

S_и=S_уд*С_р , где

S_уд – удельная площадь, приходящаяся на один станок.

S_и=22*6=132м².

Число рабочих станочников отделения.

Р_р=С_р*Ф₀*к_з.ср./(1860*1,05)=6*4015*0,65/(1860*1,05)=7 чел.

Потребное число слесарей.

Р_сл=Р_р*0,45=7*0,45=3 чел;

Расчет площади комплексной кладовой.

S_кл=S_пл.уд.*S_общ , где

S_пл.уд. – удельная площадь на один станок.

S_кл=2,6*36=104м².

Расчет числа контролеров.

Принимаем 5% от числа станочников.

Р_к=Р_ст*0,05=65*0,05=3 чел.

Площадь контрольного отделения:

S_к=S_уд*Р_к*к_р.о. , здесь

S_уд – удельная площадь на одного человека;

Р_к – количество контролеров;

К_р.о. – коэффициент на расположение оборудования, инвентаря и проходов.

S_к=6*3*1,75=30м².

Определение числа операторов наладчиков.

Р_н=С_ЧПУ*0,8=4*0,8=4 чел;

Определение числа слесарей ремонтников станков с ЧПУ.

Р_с-р=С_ЧПУ*0,07=4*0,07=1 чел;

Определение числа электриков.

Р_эл=С_ЧПУ*0,045=4*0,045=1 чел;

Определение числа электронщиков.

Р_{электрон}=С_ЧПУ*0,1=4*0,1=1 чел;

Определение числа программистов.

Р_прогр=С_ЧПУ*0,25=4*0,25=1 чел;

Расчет складского хозяйства.

А) Площадь склада.

S_ск=m_*t/(Д*q*к_и), где

m_ - масса заготовок, проходящих через цех в течении года, т;

t – нормативный запас хранения грузов на складе, календарные дни;

q – средняя грузонапряженность площади склада, т/м²;

Д – число календарных дней в году.

m_=Q/к_исп, где

к_исп – коэффициент использования металла к_исп=0,4.

S_ск=2787,5*5/(260*0,8*0,35=192м²;

Б) Склад готовых деталей.

S_г.д.=Q₀*t/(260*q*к_и), где

к_и – коэффициент использования площади склада.

S_г.д.=1115*5/(260*1*0,4)=54м²;

В) Склад запасных частей.

Потребность МТЗ состоит в том, чтобы склад запасных частей для трубосварочного производства и для самого РМЦ имел возможность складировать 2025% годовой программы выпуска [т].

Срок хранения запчастей ~2 мес.

S_зап=Q₀*0,2*t/(260*q*к_з);

S_зап=1115*0,2*60/(260*0,6*0,4)=160м².

Отделение для приготовления СОЖ.

S_сож=0,04*S_пр=0,04*1025=42м².

Годовой расход охлаждающих жидкостей.

Q_охл=q_ох*С_п*253/1000 т/год, где

q_ох – расход охлаждающей жидкости на один станок в сутки, кг;

С_п – количество станков;

253 – число рабочих дней в году.

Q_ох=2,5*36*253/1000=22,8 т/год.

Годовой расход масел для смазки оборудования.

Q_м=q_м*С_п*253/1000 т/год, где

q_м – расход масла на один станок в сутки, кг;

С_п – количество станков.

Q_м=0,44*36*253/1000=4,0 т/год.

Определение площадей дополнительных отделений.

Кроме указанных отделений, на заводе предусмотрены дополнительные отделения РМЦ, которые удовлетворяют потребности завода.

К ним относятся:

1. Термическое отделение.

S_терм=270м²;

2. Демонтажное отделение.

S_дем=700м²;

3. Ремонтное отделение кранового хозяйства.

S_кр=162м²;

4. Испытательный участок.

S_исп=216м²;

5. Помещение для зарядки электрокар.

S_эк=80м²;

6. Электроремонтная мастерская.

S_эл-рем=216м²;

7. Участок производственного обучения школьников на 30 чел.

S_пр.об.=S_уд*Р_уч, где

S_уд – удельная площадь на одного учащегося;

S_уд=1,75м²/чел;

S_пр.об.=1,75*30=53м².

В заготовительном отделении трубосварочного производства находится отделение для сбора, переработки и брикетирования стружки. Поэтому в РМЦ не предусматривается отделение длсбора и переработки стружки, но в цеху предусмотрены места для контейнеров под отходы.

Административные помещения.

Кабинет начальника цеха S_н=15м²;

Кабинет зам. начальника цеха S_з.н.=12м²;

Кабинет секретаря S_н=8м²;

Тех. бюро цеха S_т.б.=20м²;

Бытовые помещения РМЦ МТЗ находятся в трубосварочном корпусе, на МТЗ предусмотрен централизованный бытовой блок.

Общественные организации цеха.

В РМЦ следует предусмотреть красный уголок.

S_об=S_об.уд.*Р_сл*0,6 , где

S_об.уд. – удельная площадь зала совещаний, вместимостью до 100 человек, приходящаяся на одного человека.

S_об.уд.=1,2м²/чел;

S_об=1,2*70*0,6=51м².

Санузел цеха удовлетворяет потребностям S_с.у.=50м².

Транспортные средства цеха.

В РМЦ МТЗ для перемещения грузов предусмотрены подвесные кран-балки в количестве 9 штук(6 на первом этаже и 3 на втором), грузоподъемностью 2т, 3т и 1т, 2 лифта, грузоподъемностью 5т.

Для доставки грузов с 1 этажа на второй предусмотрен люк в перекрытии этажа. Перемещение грузов по этажам осуществляется также электрокарами.

4. Конструкторская часть.

4.1. Приспособление для алмазного выглаживания сложнопрофильных поверхностей.

Обеспечение качества рабочих поверхностей деталей методами ППД – один из способов повышения надежности изделий машиностроения. Существует большой класс тел вращения сложного профиля, поверхность которых целесообразно обрабатывать методами ППД, но широкое применение методов ППД для обработки деталей сложного профиля ограничивается из-за того, что трудно поддерживать заданный режим обработки(силы выглаживания, углы контакта инструмента с заготовкой) в течении всего процесса обработки. В дипломном проекте как раз и разработан техпроцесс для обработки валка, профилирующая поверхность которого и является фасонной.

Для устранения вышеуказанного недостатка разработано устройство для алмазного выглаживания тел вращения сложного профиля на станках с ЧПУ.

Устройство позволяет решить задачу сохранения нормального или отличного от нормального угла контакта между осью инструмента(28) и касательной к профилю заготовки в течении всего процесса тех. обработки.

Устройство состоит из корпуса 29 которое посредством державки 25 устанавливается в резцедержателе станка.

Державка 26 установлена в корпусе с одной стороны на оси 40, через подшипник качения 14, с другой стороны на выходном валу 22 редуктора 30. Для облегчения сборки редуктор совместно с электродвигателем 11 выполнен как отдельный узел и крепится к корпусу двумя винтами 2. Соосность оси 40 и выходного вала редуктора 22 обеспечивается стаканом 43.

В державке 26 на оси 12 установлен рычаг 42 с индентором 28. Рычаг поджат к упору 38 тарированной пружиной 16. Заданная величина силы поджатия, которая является также и силой выглаживания обеспечивается винтом 23 и гайкой 24, а визуально контролируется по указателю 44. Инструмент 28 установлен таким образом, чтобы его вершина пересекала ось вращения державки 26 на С=0,81мм.

В державке на двух цилиндрических направляющих 39 установлен корпус копира 31, который имеет свободный ход 5-7 мм и отжат от державки пружиной 17.

В корпусе 31 на оси 41 установлен копир 37, выполненный из антифрикционного материала. Копир имеет возможность поворачиваться на оси 41 на угол 7 10⁰. Угол поворота посредством оси 13 и диска 27 передается на движок потенциометра 18. Потенциометр 18 и электродвигатель 11 через разъем 19, установленный в корпусе 32, подсоединен к дифференциальному усилителю, выполненному в отдельном корпусе.

Принцип работы устройства. (смотри лист)

Корпус устройства 1 устанавливается в резцедержателе станка с ЧПУ. Резцедержатель с устройством перемещается по траектории, эквидистаночной рабочему профилю детали. Поджатый к поверхности детали 2 копир 3 отслеживает ее профиль и одновременно поворачивает движок потенциометра 4. Угол поворота, преобразованный мостовой схемой, к которой подсоединен потенциометр 4, в напряжение рассогласования, усиливается дифференциальным усилителем 5 и управляет работой электродвигателя 6. Электродвигатель через редуктор 7 доворачивает державку 8 с инструментом 9 на угол, пропорциональный напряжению рассогласования, в сторону уменьшения напряжения рассогласования. Заданная сила выглаживания в устройстве обеспечивается тарированной пружиной 10 и перемещением вершины индентора совместно с устройством по траектории, эквидистаночной профилю детали. Таким образом, угол контакта между осью инструмента и касательной к профилю детали выдерживается предлагаемым устройством по принципу следящей системы с обратной связью, параметры которой выбирают, исходя из требуемой точности угла контакта инструмента с деталью.

Полуавтоматическое приспособление для затачивания выглаживающих наконечников.

Приспособление устанавливается на универсально-заточных станках. Оно имеет угольник 1, на вертикальной полке которого с помощью двух упорных подшипников и винта 2 установлен переходник 3. На переходнике болтами закреплен корпус 4, в котором смонтированы все механизмы приспособления. В зависимости от формы рабочей поверхности затачиваемого инструмента можно менять положение корпуса относительно переходника. Заданное положение корпуса в переходнике контролируется расстоянием между полкой переходника и стенкой корпуса. В корпусе размещены шпиндельный узел, механизм осевого перемещения шпинделя 5, механизм его вращательного движения, механизм качательного движения корпуса.

Привод вращательного движения шпинделя и качательного движения корпуса осуществляется непосредственно от шпинделя станка, для чего на нем устанавливают специальную оправку 7, на которой крепится алмазный круг, а в шлицевое отверстие оправки вставляется гибкий валик 8. Посадка гибкого валика в отверстии обеспечивает передачу только крутящего момента, при этом валик может свободно перемещаться вдоль оси отверстия.

Кинематическая цепь вращения шпинделя 5 состоит из системы цилиндрических зубчатых колес, а цепь качательного движения корпуса 4 – из винтовой передачи и кривошипного механизма.

В Г-образном пазу кривошипа 15 крепится палец 21, устанавливаемый в паз планки 14, закрепленный на вертикальной полке угольника 1. При вращении кривошипа палец совершает возвратно-поступательное движение в пазу планки, а ось вращения кривошипа совместно с корпусом 4 – возвратно-качательное движение относительно оси втулки 2.

Схема качания.

Для заточки инструмента со сферической рабочей поверхностью ось вращения инструмента и ось его возвратно-качательного движения должны быть расположены в одной плоскости. Для этого в предварительно закрепленном на столе станка приспособлении втулку 2 и шпиндель 5 располагают так, чтобы их оси находились в одной плоскости. Это выполняется так: на переходнике нанесено клеймением такое значение размера N, при котором положение корпуса относительно переходника обеспечивает пересечение указанных осей. Этот размер набирается посредством концевых плиток, устанавливаемых в паз между переходником и корпусом. Последний перемещают в этом пазу до прижатия плиток в полке переходника. В таком положении корпус закрепляют, а концевые иеры снимают.

Затачиваемый инструмент устанавливают в цани 6 и винтом 12 крепят в шпинделе приспособления. Защитную крышку 13 на время установки инструмента снимают. Далее в посадочное отверстие втулки 2, являющейся осью качания приспособления, помещают специальный калибр, рабочая плоскость которого совпадает с осью втулки (смотри формат). Закрепленный в шпинделе инструмент вращением микрометрического винта 17 перемещают до соприкосновения с рабочей плоскостью калибра, после чего калибр снимают с приспособления.

Это положение инструмента соответствует нулевому значению радиуса сферы. Затем затачиваемый инструмент с помощью микрометрического винта передвигают вперед на расстояние равное заданному радиусу (смотри формат). Отсчет значения осевого перемещения производят по нониусу с ценой деления 0,01мм. Угол качания инструмента или эксцентриситет кривошипа определяет величина центрального угла сферического участка рабочей поверхности инструмента. Возвратно-качательные движения должны совершаться симметрично относительно нормального положения инструмента, при котором его ось перпендикулярна рабочей плоскости алмазного круга. Это обеспечивает формирование всего сферического участка инструмента.

Приспособление, помещенное на заданный радиус и угол качания, подводится к шлифовальному кругу, предварительно закрепленному в оправке на шпинделе станка. Используя вертикальное перемещение шлифовальной головки и продольное стола, совмещают ось шпинделя станка с осью отверстия шестерни 9. В отверстие последней устанавливают один конец гибкого валика, а поперечным перемещением стола вводят другой конец в шлицевое отверстие оправки 7.

Далее включением вращения шпинделя станка приводят в движение механизмы приспособления, а поперечным перемещением стола передвигают затачиваемый инструмент до соприкосновения с рабочей плоскостью шлифовального круга. Это положение стола фиксируется. Необходимый припуск на заточку устанавливают осевым перемещением гайки 18 совместно с кольцом 19, которое осуществляется отвертыванием винта 17. Отсчет значения припуска производят по нониусу. В момент установки припуска кольцо 19 деформирует пружину 20, а так как инструмент находится в контакте с кругом, между кольцом и торцом втулки 16, то есть до тех пор, пока не будет удален весь припуск. Во время заточки инструмент поднимается к кругу пружиной 20.

7. Организационно-экономический расчет.

Преподаватель: Одинцова Л.А.

1. Технико-экономическое обоснование проектируемого варианта технологического процесса механической обработки валков для трубосварочных станов.

Исходные данные.

1. Введение.

Решение о целесообразности проектируемой технологии принимается на основе годового экономического эффекта, определяемого путем сопоставления приведенных затрат по базовой и новой технологии.

2. Определение капитальных вложений.

Коэффициент занятости технологического оборудования

К_з.о.=Q_г.раб/Q_{г.раб.общ}, где

Q_г.раб – годовой объем работы оборудования по выполнению операции изготовления данной детали, маш-ч/год;

Q_{г.раб.общ} – общее время работы оборудования за год, маш-ч/год;

Q_г.раб.i=t_{ш-к i}*В/(К_в.н.*60); Q_{г.раб.общ.i}=F_д*К_з , где

В – годовой выпуск детали;

К_в.н. – коэффициент, учитывающий выполнение норм времени;

К_в.н.=1,18.

Отрезка.

К^Б_з.о.=19,3*7095/(1,18*60*4060*0,7)=0,68;

К^н_з.о.=1,96*7095/(1,18*60*4060*0,7)=0,07;

Токарная обработка (обработка отверстия и торца).

К^Б_з.о.=48,8*7095/(1,18*60*4060*0,7)=1,72;

К^н_з.о.=29,86*7095/(1,18*60*3890*0,7)=1,02;

Обработка паза.

К^Б_з.о.=2*7095/(1,18*60*4060*0,7)=0,07;

К^н_з.о.=2,77*7095/(1,18*60*4060*0,7)=0,1;

Окончательная обработка.

К^Б_з.о.(3Б724)=3,4*7095/(1,18*60*4060*0,7)=0,12;

К^Б_з.о.(3А228)=1*7095/(1,18*60*4060*0,7)=0,035;

К^Б_з.о.(3А164)=1,2*7095/(1,18*60*4060*0,7)=0,042;

К^Б_з.о.(1А62)=2,5*7095/(1,18*60*4060*0,7)=0,09;

К^н_з.о.=28,2*7095/(1,18*60*3890*0,7)=1;

Балансовая стоимость оборудования.

К_бо=^m_i=1ⁿ_d=1Ц_{об id}*C_{o id}*К_з.о.id , где

 - коэффициент, учитывающий затраты по доставке и монтажу оборудования(для металлорежущих станков =1,1);

m – количество операций техпроцесса;

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

Ц_{об id} – оптовая цена единицы оборудования d-го типоразмера, занятого выполнением i-й операции;

С_{о id} – принятое количество технологического оборудования d-го типоразмера, занятого выполнением i-й операции;

К_{з.о. id} – коэффициент занятости технологического оборудования d-го типоразмера, занятого выполнением i-й операции изготовления данной детали;

К^Б_бо=1,1*(7,9*10⁶*1*0,68+7,9*10⁶*2*1,72+10*10⁶*1*0,07+

+30*10⁶*1*0,12+28*10⁶*1*0,035+25*10⁶*1*0,042+

+13*10⁶*1*0,09)=44,1*10⁶руб;

К^н_бо=1,1*(14,63*10⁶*1*0,07+9,8*10⁶*3*1,02+28,3*10⁶*1*0,1+

+11*10⁶*1*1)=73,23*10⁶руб.

б) Стоимость здания, занимаемого оборудованием.

К_пл=^m_i=1ⁿ_d=1Ц_пл*S_id*id*К_зп.id , где

Ц_пл – средняя стоимость 1м² общей площади здания, руб;

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

_id – коэффициент, учитывающий дополнительную площадь, приходящуюся на оборудование d-го типоразмера, занятого выполнением i-й операции;

К_зп.id – коэффициент занятости площади для изготовления данной детали (по величине равен К_зо.id)

К^Б_пл=500000[3,6*4,5*0,68+3,6*4,5*1,72*2+1,9*5*0,07+

+8*4*0,12+7*4*0,035+6*4*0,042+3*4,5*0,09]=

=59,3млн.руб.;

К^н_пл=500000[8,3*4*0,07+(5,8+1,23)*4*1,02*3+13,5*3,5*0,1+

+(5,8+1,23)*4*1]=43,5 млн.руб.;

в) Стоимость приспособлений.

К_пр=^m_i=1ⁿ_d=1Ц_пр*П_id , где

Ц_{пр id} – стоимость приспособления d-го типоразмера, исполненного на i-й операции, руб;

П_id – количество приспособлений d-го типоразмера, исполненных на i-й операции.

Приспособления для отрезки.

К^Б_пр=500000руб; К^н_пр=450000руб;

Приспособления для обработки паза.

К^Б_пр=720000руб; К^н_пр=0руб;

Приспособления для обработки профиля ручья.

К^Б_пр=480000руб2=960000руб; К^н_пр=0руб;

Приспособления для алмазного выглаживания.

К^Б_пр=0руб; К^н_пр=800000руб;

Общая стоимость приспособлений.

К^Б_пр=2,18млн.руб; К^н_пр=1,25млн.руб;

г) Затраты на разработку программ.

К_тп=S_п*в , где

S_п – стоимость подготовки программы на одно наименование детали, руб;

в – число наименований деталей, обработанных на станке за год, шт.

К^Б_тп=0; К^н_тп=S_п*в=20000*10=200000руб;

д) Капитальные затраты по вариантам базовому и новому.

К=К_бо+К_пл+К_сб+К_пр+К_тп ,

К^Б=44,1*10⁶+59,3*10⁶+2,18*10⁶+0=110,7млн.руб;

К^н=73,23*10⁶+43,5*10⁶+1,25*10⁶+0,2*10⁶=118,2млн.руб;

3. Расчет себестоимости механической обработки.

А)Затраты на основные материалы.

S_ом=(G_м*Ц_м*К_тз-q₀Ц₀)*В , где

G_м – масса заготовки, кг;

Ц_м – цена 1кг заготовки или материала, руб;

К_тз – коэффициент, учитывающий транспортно-заготовительные расходы;

q₀ – количество реализуемой стружки в кг.

q₀=G_м-q;

q – чистая масса готовой детали, кг;

Ц₀ – цена 1кг стружки, руб.

S^Б,н_ом=(45*464*1,05-20*92)*7095=142,5млн.руб.

Б) Заработная плата основных рабочих.

L₀=К_вн*К_пр*1,167*В*^m_i=1t_{ш-к i}*l_i , где

К_вн – коэффициент, учитывающий средний процент выполнения технически обоснованных норм(К_вн=1,18);

К_пр – коэффициент, учитывающий приработок рабочих(К_пр=1,21,4);

1,167 – коэффициент,учитывающий дополнительную зарплату и отчисления в соцстрах(7,7%);

l_i – часовая тарифная ставка работы, выполняемой на i-й операции, руб.

L^Б₀=1,18*1,2*1,167*7095*(77,2/60)*885=13,35млн.руб;

L^н₀=1,18*1,2*1,167*7095*(62,79/60)*885=10,86млн.руб;

В) Зарплата вспомогательных рабочих.

L_в=К_вн*К_пр*1,167*В*^m_i=1(t_{ш-к i}/С_об)*l_нi , где

L_нi – часовая тарифная ставка наладчика;

С_об – нормы обслуживания по данным предприятий.

L^Б_в=1,18*1,2*1,167*7095*(77,2/(60*12))*612,9=775тыс.руб;

L^н_в=1,18*1,2*1,167*7095*[(1,96+2,77)/(60*12)+58,06/(60*5)]*

*612,9=1,44млн.руб;

г) Затраты по амортизации оборудования.

А₀=К_бо*а/100 , где

а – норма амортизационных отчислений.

А^Б₀=44,1*10⁶*10,8/100=4,76млн.руб;

А^н₀=73,23*10⁶*10,9/100=8млн.руб;

Д) Затраты на амортизацию и ремонт приспособлений.

S_пр=( 1/Т_пр+_р/100)^m_i=1ⁿ_d=1Ц_пр.id*П_id , где

Т_пр – срок службы приспособлений, год;

_р – процент расходов на ремонт приспособлений(10-20%).

S^Б_пр=(1/2+20/100)*2,18*10⁶=1,53*10⁶руб;

S^н_пр=(1/2+20/100)*1,25*10⁶=0,875*10⁶руб;

Е) Затраты на износ и содержание управляющих программ.

S_у=К_тп*R_п/Z , где

R_п – коэффициент, учитывающий возобновление перфоленты;

R_п=1,1;

Z – продолжительность выпуска детали одного наименования, год.

S^Б_у=0; S^н_у=2*10⁵*1,1/4=55тыс.руб.

Ж) Затраты на силовую и технологическую электроэнергию;

S_э=N_д*К_N*К_од*К_w*t_м*Ц_э*В/_н , где

N_д – суммарная установленная мощность электродвигателей, кВт;

К_N – коэффициент загрузки электродвигателей по мощности;

К_од – коэффициент одновременности работы электродвигателей

(К_од=0,8);

К_w – коэффициент, учитывающий потери электроэнергии в сети

(К_w=1,05);

t_м – машинное время на операцию, час;

Ц_э – стоимость 1кВт/час электроэнергии по двухст. тарифу, руб.;

_н – коэффициент полезного действия электродвигателей

(_н=0,65)

S^Б_э=[0,5*11*3+0,5*18,5+0,4*7*3+0,7*10]*0,8*1,05*(77,2/60)*150*

*7095/0,65=72,6млн.руб.;

S^н_э=[0,6*5,5+0,7*10*3+0,6*18,5+0,65*10]*0,8*1,05*(62,79/60)*150*

*7095/0,65=60,32млн.руб.;

З) Затраты на ремонт оборудования.

S_р=(W^м_рем*К_мех+W^э_рем*К_э)*_т*К_зо , где

W^м_рем,W^э_рем – нормативы годовых затрат на все виды ремонта

(капитальный, средний, малый), осмотры и межремонтное

(техническое) обслуживание соответствующих механических и электрических частей оборудования;

К_мех,К_э – категория сложности ремонта механической и электрической части;

_т – коэффициент, учитывающий класс точности ремонтируемого оборудования;

S^Б_р=[3*(30,8*11+7,3*8,5)*0,68+(33,2*9+7,9*3,5)*0,07+

+(28,8*24+6,9*16)*0,12+(40,9*8,5+9,7*10)*(0,035+0,042)+

+(33,2*11+7,9*8,5)*0,09]*4000=13,21млн.руб.; [см. табл. 2.1.]

S^н_р=[(30,8*6+7,3*2)*0,07+(33,2*14+7,9*24)*1,02*3+

+(28,8*9+6,9*6,5)*0,1+(33,2*14+7,9*24)*1,2]*4000=

=10,68млн.руб.; [см. табл. 2.1.]

и) Затраты на техобслуживание и ремонт устройств с ЧПУ.

S^Б_ру=0; S^н_ру=259*4000*4=4,16млн.руб.;

Таблица 2.1.

К) Затраты на амортизацию и содержание площади.

А_пл=П*S*К_зо , где

П – годовые затраты на амортизацию и содержание площади в расчете на 1м² площади, руб.(затраты на освещение, отопление, вентиляцию, ремонт и уборку).

S – площадь участка, м².

А^Б_пл=44000*[3,6*1,72+1,9*0,07+8*0,12+7*0,035+6*0,042+

+3*0,09]=1,2млн.руб.

А^н_пл=44000*[8,3*0,07+(5,8+1,23)*1,02*3+13,5*0,1+

+(5,8+1,23)*1]=0,95млн.руб.

л) Себестоимость механической обработки деталей.

С=S_ом+l₀+l_в+А₀+S_пр+S_у+S_э+S_р+S_ру+А_пл ;

С^Б=142,5+13,35+0,775+4,76+1,53+0+0+72,6+13,2+1,2=250,5млн.руб.

[см. табл. 5.1.]

С^н=142,5+10,9+1,44+8+0,875+0,055+60,32+10,7+

+4,16+0,95=236,7млн.руб.; [см. табл. 5.1.]

м) Годовой экономический эффект.

Э=(С₁+Е_н*К₁)*В₂/В₁-(С₂+Е_н*К₂)=С₁*В₂/В₁-(С₂+Е_н*К₂);

(С₁+Е_н*К₁) и (С₂+Е_н*К₂) – приведенные затраты на годовой выпуск деталей по базовой и новой технологии, руб.;

С₁ и С₂ – себестоимость годового выпуска деталей по базовой и новой технологии, руб.;

К₁ и К₂ – капитальные вложения по базовой и новой технологии, руб.;

В₁ и В₂ – годовой выпуск деталей по базовой и новой технологии, руб.;

В₂/В₁ – коэффициент пересчета себестоимости и капиталовложений по базовому варианту на годовой выпуск деталей по новому варианту;

Е_н – нормативный коэффициент эффективности капиталовложений

(Е_н=0,15).

Э=250,5*10⁶*7095/7095-(236,7*10⁶+0,15*118,2*10⁶)=

=14,93*10⁶руб. [3,93млн.руб.]

н) Срок окупаемости капиталовложений.

Т₀=К_доп/Э_г=(К₂-К₁*В₂/В₁)/((С^'₁-С^'₂)*В₂)=

=118,2*10⁶/((35307-33362)*7095=0,54 года. [8,6 лет].

4. Определение границ целесообразного применения нового варианта техпроцесса.

Так как базовый и новый варианты требуют разных капитальных затрат на их внедрение, то критическую программу выпуска рассчитаем по формуле

N_г.к.=[(К₂-К₁):N_г*Е_н]/(С_мо1-С_мо2) , где

С_мо1 и С_мо2 – соответственно себестоимость механической обработки одной детали по базовому и новому вариантам техпроцесса.

К₂ и К₁ - соответственно капитальные затраты по базовому и новому вариантам техпроцесса.

N_г.к.=(7,5*10⁶/(7095*0,15))/(13,8*10⁶)=1800 шт.

5. Показатели экономической эффективности проектируемого техпроцесса.

Таблица 5.1.

3. Технико-экономические показатели проектируемого участка.

А) Смета затрат на оборудование.

Б) Расчет затрат на материалы, энергии, инструментов.

Затраты на основные материалы.

Затраты на основные материалы М по одному изделию равны

М=К_тз(ⁿ₁m_м*Ц_м+^р₁Ц_пф)-^r₁m₀Ц₀ руб/шт, где

К_тз – коэффициент, учитывающий транспортно-заготовительныерасходы;

n – число позиций в номенклатуре основных материалов, входящих в изделие;

m_м – норма расхода основного материала на единицу продукции, кг;

Ц_м – оптово-отпускная цена единицы основного материала, руб/кг;

р – число позиций в номенклатуре покупных изделий и полуфабрикатов, входящих в изделие;

Ц_пф – оптово-отпускная цена покупного изделия и полуфабриката, руб/шт;

m₀ – норма реализуемых отходов на единицу продукции, кг;

Ц₀ – оптовая цена единицы отходов, руб/кг;

r – число позиций в номенклатуре отходов.

М=1,05*(45*0,105*4000)-20*0,023*4000=18 тыс. руб.

Потребность во вспомогательных материалах.

W_вм=ⁿ₁S_{вм i}*t_{шт i} руб., где

S_{вм i} – расходы на вспомогательные материалы, потребные на 1 час работы машины, руб/час

t_{шт i} – норма штучного времени на обработку изделия на данном оборудовании [час]

n – число единиц оборудования.

S_вм=К_п*_вм*R_м

К_п – коэффициент, учитывающий тип производства

(для м/с – 0,85)

_вм – затраты на вспомогательные материалы для станков первой категории сложности ремонта механической части;

R_м - категория сложности механической части машин.

W_вм=0,85*[0,22*6*1,96+0,22*14*29,86+0,28*9*2,77+

+0,22*14*28,2]*4000/60=10666,7руб.;

Затраты на электроэнергию.

W_с=N_уст*F_эф*_з*К_од/(_с*_м) кВт*ч , где

N_уст – установленная мощность электродвигателей всего оборудования, кВт;

F_эф – эффективный годовой фонд времени работы единицы оборудования (с учетом сменности и потерь), ч;

_з – средний коэффициент загрузки оборудования по участку;

К_од – коэффициент одновременности работы оборудования

(для станков 0,60,7);

_с – коэффициент, учитывающий потери в сети (0,96);

_м – КПД для моторов(0,900,95).

W_с=107,46*4060*0,24*0,65/(0,96*0,93)=76233 кВт*ч .

Годовые затраты на электроэнергию (силовую):

S_э=W_с*Ц_э=76233*150=11,435млн.руб.;

Расход электроэнергии для освещения W₀

W₀=1,05*W_у*t*V/1000 , где

W_у – удельный расход электроэнергии на освещение;

t – продолжительность освещения в год, ч;

V – площадь цеха, м².

W₀=1,05*15*2400*408,5/1000=15,441кВт*ч;

Годовые затраты на освещение

S_осв=W₀*Ц₀=15441*150=2,32млн.руб.;

Затраты на воздух.

S_возд=в*F_эф*n*_з*(1+/100)*С_возд , где

в – норма расхода сжатого воздуха за 1 час работы;

F_эф – эффективный годовой фонд;

n – количество однородных единиц оборудования, потрей сжатый воздух (1015%)

 - коэффициент потерь воздуха (5%)

С_возд – цена 1м³ воздуха

S_возд=1*4060*2*0,24*(1+5/100)*14=28,7млн.руб.;

Затраты на воду.

Q_охл=q₀*F_эф*n*_з/1000 м³, где

q₀ – норма расхода воды для охлажденных смесей на 1 станок в час;

n – число станков.

Q_охл=(0,6*7*0,24+3)*4060/1000=16,3м³;

Для бытовых нужд.

Q_быт=q_н*F*К/1000 м³, где

q_н – норма расхода воды в смену;

F – количество рабочих дней в году;

К – общее количество работающих.

Q_быт=(12*25+7*40)*253/1000=200м³;

Годовые затраты на воду (охлаждение и бытовые нужды).

S_вод=(Q_охл+Q_быт)*Ц_вод=(16,3+200)*0,06*3500=45423руб.

Затраты на пар.

S_пар=W_пар*Ц_пар;

W_пар=Н_п*Ф₀*V/(i*1000), где

Н_п – удельный расход тепла ккал*ч на 1м³

Ф₀ – число часов отпительного сезона (4320);

V – объем здания, м³;

i – теплота испарения, 540ккал/кг.

W_пар=Н_п*Ф₀*V/(i*1000)=15*4320*2448/(540*1000)=293,8 т;

S_пар=293,8*4*3500=4,113млн.руб.;

В) Расчет годового фонда заработной платы и состава работающих.

Количество рабочих-станочников.

R_ст=^m₁Nt/(*F_д*М), где

^m₁Nt – суммарное нормировочное t_ш-к, необходимое на станках данного типа годового количества изделий.

Станки с ЧПУ:

R_стЧПУ=43,8*13895/(1*1860*2,5)+16,5*7095/(1*1860*2,5)=2,6;

Принимаем R^пр_стЧПУ=3 чел.;

Универсальные станки:

R_ст.ун=((0,6+1,96)*13895+1,3*6800+15,7*6800+1,24*7095+

+2,9*6800+4,86*6800+8,48*6800+5,42*6800+3,9*6800+

+6,02*6800)/(1860*1)=3,36;

Принимаем R^пр_ст.ун=4 чел.;

Годовой фонд основной зарплаты производственных рабочих:

Ф_осн=13,35млн.руб. (смотри ранее);

Годовой фонд зарплаты вспомогательных рабочих:

Ф_всп=1,44млн.руб. (смотри ранее);

Годовой фонд зарплаты ИТР:

Ф_ИТР=Ф_осн*0,15=13,35*0,15=2млн.руб.;

Количество вспомогательных рабочих.

R_всп=R_осн*0,2=7*0,2=1,4; R^пр_всп=2 чел;

R_общ=R_осн+R_всп=7+2=9 чел;

ИТР и СКП:

R_{ИТРиСКП}=R_общ*0,17=1,53;

R^пр_{ИТРиСКП}=2 чел.

МОП:

R_МОП=R_общ*0,03=9*0,031 чел.

Г) Определение цеховых расходов.

Д) Определение цеховой себестоимости годового выпуска продукции.

Расчет ведем по каждой статье расходов

1. основные материалы (за вычетом реализуемых отходов)

2. электроэнергия для технологических целей

3. основная зарплата производственных рабочих

4. затраты, связанные с работой оборудования

5. цеховые расходы

S_цех=М*В+W_вм*В+S_э+l₀+S_пар+S_у=18000*7095+10666,7*7095+

+11435000+10860000+28700000+4113000+8000000+

+875000+366000+(10,68+4,16+0,063+2,67+0,25+2,0+1,5+0,875)*

*10⁶=275,88млн.руб.

е) Определение рентабельности производства.

Р=П/(Ф_осн+Ф_{об.норм}), где

П – прибыль;

Ф_осн – основные производственные фонды предприятия;

Ф_{об.норм} – оборотные нормируемые средства.

П=Ц-S_цех=355,88-275,88=80млн.руб.

Р=80/(117,98+59,0)=0,45;

Средняя себестоимость незавершенного производства

S_н.п.=К_н.з.*S_пр , где

К_н.з. – коэффициент, равный S_н.п./S_п.р. , вычисляемый по формуле

К_н.з.=d_см+(1-d_см)/2 , где

d_см – доля единовременных начальных затрат в себестоимости продукции(расход сырья и основных материалов в начале цикла изготовления).

D_см=М/(S_цех/В)=18000*7095/(275,88*10⁶)=0,463;

К_н.з=0,463+(1-0,463)/2=0,732;

S_н.п=0,732*275,88=201,81млн.руб.

Технико-экономические показатели участка:

6. Охрана труда.

Преподаватель: Панфилов А.Е.

1. Анализ спроектированного техпроцесса

с точки зрения охраны труда.

В спроектированном участке в ходе техпроцесса будут обрабатываться детали типа: валы, валки для трубосварочного производства. Материал заготовок – стали 12ХН3А и Х12М. Максимальный вес заготовки составляет 35 кг. При проектировании были учтены требования по охране труда по ГОСТ 12.2.009-80. Требования безопасности выполняются на всем протяжении техпроцесса, включая операции контроля, транспортировки, межоперационного хранения деталей и уборки технологических отходов производства. При разработке техпроцесса учтен весь комплекс факторов, воздействующих на формирование безопасных условий труда, например, перед работой каждый рабочий обязан пройти инструктаж и обучение; соблюдение правил безопасности движения, эксплуатации транспорта.

Конструкция металлообрабатывающего оборудования соответствует нормам безопасности, станки снабжены защитными кожухами и блокировками электрошнуры запираются на замки, станки заземлены. Подъемно-транспортное оборудование подвергается регулярной проверке. СОЖ, применяемая при обработке, имеет соответствующее разрешение Минздрава РФ. Стружка от металлорежущих станков убирается механизированным способом. Проемы в стенах цеха и участков предназначенные для транспортировки материалов, заготовок, готовых изделий и отходов производства оборудованы устройствами, исключающими сквозняки и препятствующими распространению пожара. Для удаления вредных веществ, образующихся при обработке резанием, в помещениях имеются местные отсасывающие и вентилирующие устройства, обеспечивающие полное удаление вредных веществ из зоны резания( например, участок доводки и заточки инструмента, участок промывки детали ).

Помещение, в котором хранится и готовится раствор бактерицида для СОЖ, оборудовано местной вытяжной вентиляцией.

В цехе применяется общеобменная естественная вентиляция

( аэрация ). В конструкции здания цеха для этого предусмотрены светоаэрационные фонари с фрамугами, оборудованными механизмами для их регулирования. Недостаток аэрации компенсируется местной вентиляцией. Ворота, двери и технологические проемы оборудованы воздушными и воздушно-тепловыми завесами.

При обработке деталей на шлифовальных станках образуется пыль, которая удаляется системой местной вытяжной вентиляции. Эти станки оборудованы защитно-обеспыливающими кожухами.

Также в рабочей зоне должно быть устранено воздействие таких вредных производственных факторов, как избыточная теплота и влага, и создание здоровой воздушной среды.

Метеорологические условия или микроклимат, в производственных условиях определяются следующими параметрами:

1. температурой воздуха t(⁰С),

2. относительной влажностью (%),

3. скоростью движения воздуха на рабочем месте v(м/с).

Кроме этих параметров, являющихся основными, не следует забывать об атмосферном давлении Р, которое влияет на парциальное давление основных компонентов воздуха

( кислорода и азота ), а следовательно, и на процесс дыхания.

Для того, чтобы физиологические процессы в организме человека протекали нормально, то есть чтобы человек чувствовал себя комфортно, необходимо обеспечить тепловой баланс.

Q=Q_т+Q_к+Q_и+Q_исп+Q_в , где

Q_т – теплопроводность через одежду;

Q_к – теплопроводность конвекции у тела;

Q_и – теплопроводность излучения на окружающие поверхности;

Q_исп – теплопроводность испарения влаги с поверхности кожи;

Q_в – теплопроводность на нагрев вдыхаемого воздуха.

Излучение теплоты происходит в направлении окружающих человека поверхностей, имеющих более низкую температуру, чем температура одежды и открытых частей тела.

В проектируемом участке поддерживается относительная влажность: =4060%.

Скорость перемещения( w0,1м/с ) воздушных потоков регулируется фрамугами. Температура для легкой работы, к которой относится спроектированный техпроцесс, составляет в соответствии с ГОСТ 12.1.005-88 в холодный период года t⁰=21-23⁰С.

Технико-экономическое обоснование проектируемого варианта технологического процесса ремонта поршневого компрессора на примере 3С5ГП30/8.

Исходные данные.