Содержание
Введение
1. Анализ исходных данных
1.1 Анализ служебного назначения детали
1.2 Физико-механические характеристики материала
1.3 Классификация поверхностей детали
1.4 Анализ технологичности детали
1.5 Выбор типа производства и формы организации
2. Выбор метода получения заготовки и её проектирование
3. Разработка технологического маршрута, плана изготовления и схем базирования детали
3.1 Разработка технологического маршрута
3.2 Разработка схем базирования детали
4. Разработка операционной технологии на две операции
4.1 Определение припусков на две операции
4.2 Расчет режимов резания аналитическим методом на две операции
4.3. Выбор оборудования, приспособлений, режущих и контрольных
инструментов
4.4 Поэлементное нормирование работ на две операции
4.5 Оформление технологической документации
5. Экономическая часть
5.1 Исходные данные для расчета
5.2 Исходные данные для расчета экономической эффектности
5.3 Расчет необходимого количества оборудования и коэффициентов загрузки
5.4 Расчет численности рабочих-станочников
5.5 Расчет капитальных вложений (инвестиций) по сравниваемым вариантам
5.6 Расчет технологической себестоимости изменяющихся по вариантам операций
5.7 Расчет технологической себестоимости операции
5.8 Расчет показателей экономической эффективности проектируемого варианта техники (технологии)
Вывод
Заключение
Литература
Введение
Цель квалификационного проектирования по технологии машиностроения — научится правильно применять теоретические знания, полученные в процессе учебы, использовать свой практический опыт работы на машиностроительных предприятиях для решения профессиональных технологических и конструкторских задач.
Целью данной работы является снижение трудоемкости изготовления вала путем разработки прогрессивного технологического процесса, базирующегося на современных достижениях в области станкостроения и инструментального производства.
К мероприятиям по разработке новых прогрессивных технологических процессов относится и автоматизация, на ее основе применения высокопроизводительного технологического оборудования, применения режущего инструмента, быстродействующими средствами.
В квалификационной работе должна отображаться экономия затрат труда, материала, энергии. Решение этих вопросов возможно на основе наиболее полного использования возможностей прогрессивного технологического оборудования и оснастки, создания гибких технологий.
1. Анализ исходных данных
1.1 Анализ служебного назначения детали
Вал ступенчатый, главного привода, предназначен для передачи крутящего момента с шестерни на колесо посредством шпонки. Входит в состав коробки передач токарного станка.
Нагрузки – неравномерные.
Условия смазки — удовлетворительные.
1.2 Физико-механические характеристики материала
Деталь изготовлена из стали 40Х по ГОСТ 1050-74 и обладает следующими характеристиками:
Химический состав:
Марка стали
С
Si
Mn
Cr
Ni
Содержание элементов в %
40Х
0,42-0,50
0,17-0,37
0,50-0,80
≤0,25
≤0,25
Такая сталь обладает следующими механическими свойствами:
— временное сопротивление при растяжении σвр=598 МПа,
— предел текучести σт=590-690 МПа,
— относительное удлинение δ≥10 %,
— среднее значение плотности: />/>
— удельная теплопроводность: 680 Вт/(/>)
— коэффициент линейного расширения α=11,649*106 1/Сº
Сталь 40Х конструкционная сталь, подвергаемая закалке и последующему высокотемпературному отпуску. После такой термической обработки стали приобретают структуру сорбита, хорошо воспринимающую ударные нагрузки. Такие стали обладают небольшой прокаливаемостью (до 10 мм), поэтому механические свойства с увеличением сечения изделия понижаются. Для вала требуется более высокая поверхностная твердость, следовательно, после закалки его подвергают отпуску.
1.3 Классификация поверхностей детали
/>
Вид поверхности
№ поверхности
Исполнительные поверхности
17,19,23,25
Основные конструкторские базы
5,12,14
Вспомогательные конструкторские базы
2,3,10,11,18,20,24,26
Свободные поверхности
1,4,6,7,8,9,13,15,16,21,22
1.4 Анализ технологичности детали
№ поверхности
Вид поверхности
JТ
Ra, мкм
1
Плоская
h/>
12,5
2
Плоская
h/>
12,5
3
Плоская
h6
2,5
4
Коническая
h/>
12,5
5
Плоская
h6
2,5
6
Плоская
h/>
12,5
7
Плоская
h/>--PAGE_BREAK----PAGE_BREAK----PAGE_BREAK--
1594
+10,0
-2,5
6,0
1594+(2.6,0) = 1606
1606/>
897
+5,0
-2,0
6,0
897+(2.6,0) = 1606
902/>
248
+3,0
-1,5
6,0
248+(6,0)-(6,0) = 248
248/>
330
+3,5
-1,5
6,0
330+(6,0)-(6,0) = 330
330/>
119
+2,4
-1,2
6,0
119+(6,0)-(6,0) = 119
119/>
83
+2,2
-1,0
6,0
83+(6,0)-(6,0) = 83
83/>
3) Рассчитаем площадь поковки в плане [1]:
Fпок.п =39392 мм2
4) Определяем толщину мостика для облоя:
/>, мм [1]
Коэффициент Со принимаем равным 0,016.
5)По таблице 3.2.2 выбираем остальные размеры облойной канавки [1]:
а) Усилие пресса – 10МН;
б) ho = 2,0 мм;
в) l = 4 мм;
г) h = 6 мм;
д) R1 = 15 мм.
6) Рассчитать объем заготовки [1]: Vзаг.=Vп+Vу+Vо, мм3 [1]
где Vп – объем поковки, рассчитываемый по номинальным горизонтальным размерам чертежа;
Vу – объем угара, определяемый в зависимости от способа нагрева;
Vо – объем облоя при штамповке.
а) Объем поковки:
/>мм3
б) Объем угара Vу принимаем равным 1% от Vп.
Vу=0,098.106 мм3
в) Объем облоя Vо: Vо=ξ.FМ.(Рп + ξ .π .l), [1]
где ξ – коэффициент, учитывающий изменение фактической площади сечения
получаемого облоя по сравнению с площадью сечения мостика; ξ=2.
Fм — площадь поперечного сечения мостика;
Рп – периметр поковки;
FM=l .ho= 4.2,0= 8 мм2 [1]
Рп= 1177 мм.
Подставим полученные данные в формулу:
Vо= 2.8×(1177+2.3,14.4) = 19233,92 мм3;
г) Объем поковки:
Vзаг.=9,893·106+0,098·106+19233,92=10,02·106 мм3.
Определим параметры исходной заготовки для штамповки.
6) Рассчитаем массу поковки: />=10,02·106.7814.10-9 = 78,29кг[2, стр 30]
7) Определим коэффициент использования материала: />
В данном случае материал используется рационально, так как только 20% уходит в стружку.
Данный метод получения заготовки удовлетворяет задаче получения заготовки с контуром приближающемся к контуру детали; т.е. с коэффициентом использования Км близким к 1.
2.3 Технико-экономический анализ
Для окончательного выбора метода получения заготовки, следует провести сравнительный анализ по технологической себестоимости.
Расчет технологической себестоимости заготовки получаемую по первому или второму методу проведем по следующей формуле [1]:
Ст=Сзаг… М + Cмех… (М-m)-Сотх… (M-m), руб. [2, стр 30]
где М – масса заготовки, кг;
m – масса детали, кг;
Сзаг – стоимость одного килограмма заготовок, руб./кг;
Cмех. – стоимость механической обработки, руб/кг;
Сотх – стоимость одного килограмма отходов, руб/кг.
Стоимость заготовки, полученной такими методами, как литье в землю и штамповка на кривошипных горячештамповочных прессах, с достаточной для стадии проектирования точностью можно определить по формуле [1]:
Сзаг=Сот.hT.hC.hB.hM.hП, руб/кг, [2, стр 30]
где Сот – базовая стоимость одного килограмма заготовки, руб./кг;
hT – коэффициент, учитывающий точность заготовки;
hC – коэффициент, учитывающий сложность заготовки;
hB – коэффициент, учитывающий массу заготовки;
hM – коэффициент, учитывающий материал заготовки;
hП — коэффициент, учитывающий группу серийности.
Для получения заготовки по методу литья значения коэффициентов в формуле следующие [1]:
hT =1,06 – 1-ый класс точности;
hC =0,7 – 1-ая группа сложности получения заготовки;
hB =0,93 – так как масса заготовки находится в пределах 3…10,0 кг;
hM =1,21 – так как сталь углеродистая;
hП =1 – 3-ая группа серийности;
Базовая стоимость одного килограмма отливок составляет Сот = 4,00 руб.
Сзаг. = 4,00. 1,06. 0,7. 0,93. 1,21. 1 = 3,34 руб./кг
Определяем стоимость механической обработки по формуле:
Смех. = Сс + Ем. Ск, руб./кг; [2, стр 30] продолжение
--PAGE_BREAK--
где Сс = 0,495 – текущие затраты на один килограмм стружки, руб./кг [1];
Ск = 1,085 – капитальные затраты на один килограмм стружки, руб/кг [1];
Ем = 0,1 – нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений выбираем из предела (0,1…0,2) [1].
Смех. = 0,495 + 0,1. 1,085 = 0,6035 руб./кг
Стоимость одного килограмма отходов принимаем равной Сотх. = 1,96 руб./кг.
Определим общую стоимость заготовки, получаемую по методу литья:
Ст = 3,34. 110,1+ 0,6035. (110,1-62,5) – 1,96. (110,1-62,5) = 320 руб.
Для заготовки, получаемой методом штамповкой на кривошипных горячештамповочных прессах, значения коэффициентов в формуле (9) следующие: Сзаг=Сшт.hT.hC.hB.hM.hП, руб/кг, [1]
где hT =1,05 – 1-ой класс точности;
hC =0,75 – 1-ая группа сложности получения заготовки;
hB =0,87– так как масса заготовки находится в пределах 4…10 кг;
hM =1 –так как сталь углеродистая;
hП =1;
Базовая стоимость одного килограмма штамповок составляет Сшт = 5,30 руб./кг
Сзаг. = 5,30. 1,05. 0,75. 0,87. 1. 1 = 3,631 руб./кг
Определяем общую стоимость заготовки, получаемую штамповкой:
Ст = 3,63. 78,29 + 0,6035. (78,29-62,5) –0,0144. (78,29-62,5) = 293 руб.
Таким образом, по технологической себестоимости наиболее экономичным является вариант изготовления детали из заготовки, полученной штамповкой.
Ожидаемая годовая экономия:
Эгод. = (СТ2 – СТ1) .N, руб.;
где N – годовая программа выпуска деталей, шт.;
Эгод. = (320 – 293). 10000 = 270000 руб. [1]
Вывод: на основании сопоставления технологических себестоимостей по рассматриваемым вариантам делаем вывод о том, что для дальнейшей разработки следует выбрать метод получения заготовки штамповкой. В этом случае годовая экономия составит 270000 рублей.
3. Разработка технологического маршрута и плана изготовления детали
3.1 Разработка технологического маршрута обработки поверхностей
Таблица 3
№ пов.
Квалитетточности
Шероховатость Ra.
Маршрут обработки
1
14
10,0
Ф, ТО.
2
8
2,5
Т, Тч, ТО, Ш.
3
8
2,5
Т, Тч, ТО, Ш.
4
8
2,5
Т, Тч, ТО, Ш.
5
8
2,5
Т, Тч, ТО, Ш.
6
8
2,5
Т, Тч, ТО, Ш.
7
8
2,5
Т, Тч, ТО, Ш.
8
14
10,0
Ф, ТО.
9
7
1,25
С, ТО, Ш, Шч.
10
6
1,25
Т, Тч, ТО, Ш, Шч.
11
6
1,25
Т, Тч, ТО, Ш, Шч.
12
6
1,25
Т, Тч, ТО, Ш, Шч.
13
14
2,5
Т, Тч, ТО.
14
8
1,25
Т, Тч, ТО, Ш.
15
14
2,5
Т, Тч, ТО.
16
14
2,5
Т, Тч, ТО.
17
9
5,0
Ф, ТО.
18
9
10,0
Ф, ТО.
19
9
5,0
Ф, ТО.
20
9
10,0
Ф, ТО.
21
14
10,0
С, ТО.
22
14
10,0
С, ТО.
23, 25
7
1,25
Ф, ТО, Ш, Шч.
24, 26
6
1,25
Ф, ТО, Ш, Шч.
В таблице 3 обозначено: Т – точение черновое; Тч – точение чистовое; ТО – термообработка; Ш – шлифование предварительное; Шч – шлифование чистовое; С – сверление; Ф – фрезерование.
Таблица 4
№ операции
Название и марка оборудования
Название операции
Обрабатываемые поверхности
00
ГКМ
Заготовительная
Все формообразующие поверхности (см. эскиз)
05
Фрезерно-центровальный
МР–71М
Фрезерно-
центровальная
1, 8, 9.
10-1
Многорезц. п/а 1Б732Ф3
Токарная
(черновая)
2, 3, 10, 11, 12.
10-2
Многорезц. п/а 1Б732Ф3
Токарная
(черновая)
4, 5, 6, 7, 13, 14, 15, 16.
15- 1
Многорезц. п/а 1Б732Ф3
Токарная
(чистовая)
2, 3, 10, 11, 12.
15-2
Многорезц. п/а 1Б732Ф3
Токарная
(чистовая)
4, 5, 6, 7, 13, 14, 15, 16.
20
Вертикально-
фрезерный с ЧПУ 6Р16РФ3
Фрезерная
17, 18, 19, 20.
25
Горизонтально-
фрезерный с ЧПУ 6Р82ГФ3
Фрезерная
23, 24, 25, 26.
30
Радиально-сверл. 2М57
Сверлильная
21, 22.
35 продолжение
--PAGE_BREAK--
Термопечь
Термическая
Все поверхности
40
Центрошлифо-вальный ZSM5100
Центрошлифо-вальная
9.
45-1
Торцекругло-шлифовальный
3Т160
Торцекругло-шлифовальная
(предварительная)
2, 3, 10, 11, 12.
45-2
Торцекругло-шлифовальный
3Т160
Торцекругло-шлифовальная
(предварительная)
4, 5, 6, 7, 14.
50-1
Торцекругло-шлифовальный
3Т160
Торцекругло-шлифовальная
(чистовая)
14.
50-2
Торцекругло-шлифовальный
3Т160
Торцекругло-шлифовальная
(чистовая)
10, 11, 12.
55
Шлифовальный
с ЧПУ 3М163Ф2Н1В
Шлифовальная
(предварительная)
23, 24, 25, 26.
60
Шлифовальный
с ЧПУ 3М163Ф2Н1В
Шлифовальная
(чистовая)
23, 24, 25, 26.
65
Моечная машина
Ocifel
Моечная
Все поверхности
70
Контрольный стол
Контрольная
Все поверхности
3.2 Разработка технологических схем базирования
На операции 05 фрезерно-центровальной в качестве технологических баз используем наружную цилиндрическую поверхность 1200 и торец 400. Такая схема базирования (двойная направляющая и две опорных точки) материализуется с помощью тисков с призматическими губками и откидного упора. Здесь и далее индекс около номера поверхности обозначает номер операции, на которой она получена. Индекс 00 относится к заготовительной операции.
На операции 10 токарная (черновая) на двух установах в качестве технологических баз используем искусственные технологические базы под вращающиеся центра (поверхности 905), торец (805 – установ 1), (105 – установ 2) и наружную цилиндрическую поверхность (1600 – установ 1), (1010 – установ 2). Такая схема базирования (двойная направляющая и две опорных точки) материализуется с помощью вращающихся центров, поводкового патрона и люнета.
На операции 15 токарная (чистовая) на двух установах в качестве технологических баз используем искусственные технологические базы под вращающиеся центра (поверхности 905), торец (805 – установ 1), (105 – установ 2) и наружную цилиндрическую поверхность (1610 – установ 1), (1015 – установ 2). Такая схема базирования (двойная направляющая и две опорных точки) материализуется с помощью вращающихся центров, поводкового патрона и люнета.
На операции 20 фрезерной в качестве технологических баз используем наружную цилиндрическую поверхность 1215, а так же торец 315. Такая схема базирования (двойная направляющая и две опорных точки) материализуется с помощью тисков с призматическими губками и упора.
На операции 25 фрезерной в качестве технологических баз используем наружную цилиндрическую поверхность 1215, а так же торец 315. Такая схема базирования (двойная направляющая и две опорных точки) материализуется с помощью центров, поводкового патрона с делительной головкой, упора и люнета.
На операции 30 сверлильной в качестве технологических баз используем наружную цилиндрическую поверхность 1215, а так же торец 315. Такая схема базирования (двойная направляющая и две опорных точки) материализуется с помощью тисков с призматическими губками и упора.
На операции 40 центрошлифовальной в качестве технологических баз используем наружные цилиндрические поверхности 1235, а так же торец 335. Такая схема базирования (двойная направляющая и две опорных точки) материализуется с помощью тисков с призматическими губками и упора.
На операции 45 торцекруглошлифовальная (предварительная) на двух установах в качестве технологических баз используем искусственные технологические базы под вращающиеся центра (поверхности 940), торец (835 – установ 1), (135 – установ 2) и наружную цилиндрическую поверхность (1635 – установ 1), (1045 – установ 2). Такая схема базирования (двойная направляющая и две опорных точки) материализуется с помощью вращающихся центров и поводкового патрона.
На операции 50 торцекруглошлифовальная (чистовая) на двух установах в качестве технологических баз используем искусственные технологические базы под вращающиеся центра (поверхности 940), торец (835 – установ 1), (135 – установ 2) и наружную цилиндрическую поверхность (1045 – установ 1), (1450 – установ 2). Такая схема базирования (двойная направляющая и две опорных точки) материализуется с помощью вращающихся центров и поводкового патрона.
На операции 55 шлифовальная (предварительная) на в качестве технологических баз используем искусственные технологические базы под вращающиеся центра (поверхности 940), торец 135 и наружную цилиндрическую
поверхность 1050. Такая схема базирования (двойная направляющая и две опорных точки) материализуется с помощью центров, поводкового патрона с делительной головкой и упора.
На операции 60 шлифовальная (предварительная) на в качестве технологических баз используем искусственные технологические базы под вращающиеся центра (поверхности 940), торец 135 и наружную цилиндрическую поверхность 1050. Такая схема базирования (двойная направляющая и две опорных точки) материализуется с помощью центров, поводкового патрона с делительной головкой и упора.
Принятые схемы базирования обеспечивают нулевую или минимальную погрешность базирования при обработке.
Теоретические схемы базирования приведены на «Плане обработки детали».
4. Разработка операционной технологии
4.1 Определение операционной припусков на все поверхности изделия
Расчёт припусков состоит в определении толщины слоя материала, удаляемого в процессе обработки заготовки. Припуск должен быть минимальным, чтобы уменьшить количество снимаемого материала и расходы на обработку, и в то же время достаточным, чтобы исключить появление на обработанной поверхности дефектов (шероховатость, чернота, отбеленный слой и т. п.) черновых операций.
Припуск на самую точную поверхность 12 Æ88,9js6 рассчитаем аналитическим методом по переходам [1]. Результаты расчета будем заносить в таблицу 5.
1) В графы 1 и 2 заносим номера и содержание переходов по порядку, начиная с получения заготовки и кончая окончательной обработкой; заготовительной операции присваиваем № 00.
2) В графу 3 записываем квалитет точности, получаемый на каждом переходе. По таблице 18.2. [1] определяем величину Td допуска для каждого квалитета и записываем в графу 4.
3) Для каждого перехода определяем составляющие припуска. По таблице 18.2. [1] определяем суммарную величину, a= hд+ Rz, где Rz — высота неровностей профиля мм, hд — глубина дефектного слоя мм. Значение aзаносим в графу 5 таблицы 5.
По формуле D= 0,25Td [5] определяем суммарное отклонение формы и расположения поверхностей после обработки на каждом переходе. Значение D заносим в графу 6 таблицы 5.
Погрешность установки e заготовки в приспособлении на каждом переходе, где совпадают технологическая и измерительная база принимаем равной нулю.
Для случаев несовпадения баз значения eимеются в литературе [1]. Значениеe заносим в графу 7 таблицы 5. Для переходов 00 в графе 7 делаем прочерк.
4) Определяем предельные значения припусков на обработку для каждого перехода, кроме 00.
Минимальное значение припуска определяем по формуле [1]:
/>[2, стр. 59]
Здесь и далее индекс i относится к данному переходу, i-1 — к предыдущему переходу, i+1 — к последующему переходу.
/>;
/>;
/>;
/>.
Определим расчётный минимальный размер Dрдля каждого перехода по формуле [1]: />; [2, стр. 59] продолжение
--PAGE_BREAK--
/>;
/>;
/>;
/>.
Округлим значение Dp для каждого перехода до того же знака десятичной дроби, с каким задан допуск на размер для этого перехода, в сторону увеличения.
/>;
/>;
/>;
/>;
/>.
Округлённые значения Dр заносим в графу 8 таблицы 5.
Определим максимальный размер для каждого перехода по формуле [1]:
/>; [2, стр. 60]
/>;
/>;
/>;
/>;
/>.
Максимальное значение размера заносим в графу 9 таблицы 5.
Максимальное значение припуска определяем по формуле [1]:
/>; [2, стр. 60]
/>;
/>;
/>;
/>.
Минимальное значение припуска на диаметр:
/>;
/>;
/>;
/>.
Значение 2zmin и 2zmax заносим в графы 10 и 11 таблицы 5. В строке, соответствующей переходу 00, делаем прочерк.
Определяем общий припуск на обработку z, суммируя промежуточные припуски:
/>; [2, стр. 61]
/>;
/>;
/>
Значение zmaxи zmin заносим в строку 7 таблицы 5.
Проверим правильность расчётов по формулам [1]:
/>; [2, стр. 59]
/>;
/>;
/>;
/>;
/>;
/>;
/>;
/>;
/>;
/>;
/>;
/>;
/>;
/>;
/>,
где Tdзаг– допуск на размер заготовки; Tdдет – допуск на размер готовой детали.
Проверка сходится, следовательно, припуски рассчитаны, верно.
Схема расположения припусков, допусков и операционных размеров для поверхности 12 Æ88,9js6 представлена на рисунке 1. Припуски и допуски на остальные поверхности определяем табличным методом по ГОСТ 7505-89 «Ковка и объёмная штамповка». В качестве заготовки используем поковку. Все интересующие допуски и припуски на остальные размеры смотреть в разделе 2.2. данной работы.
Таблица 5 — Расчёт припусков на обработку
№
оп
Название операции
JT
Td
α
Δ
ε
Dmin
Dmax
2zmin
2zmax
00
Заготовитель-ная
17
3,500
0,27
0,875
-
92,327
95,827
-
-
10
Токарная (черновая)
12
0,350
0,23
0,088
90,027
90,377
2,300
5,450
15
Токарная (чистовая)
10
0,140
0,08
0,035
89,391 продолжение
--PAGE_BREAK--
89,531
0,636
0,846
45
Шлифовальная
(предваритель-ная)
8
0,050
0,05
0,013
0,06
89,093
89,143
0,298
0,388
50
Шлифовальная
(чистовая)
6
0,022
0,03
0,006
0,05
88,889
88,911
0,204
0,232
2z0min
3,438
2z0max
6,916
/>
Рис. 1. Схема расположения припусков, допусков и операционных размеров для поверхности 12 Æ88,9js6
4.2 Расчет режимов резания аналитическим методом на две операции
Рассчитаем режимы резания на операцию 15 токарную (чистовую). Для выбранной операции — токарная — применим аналитический метод определения режимов резания [1]. Данную операцию выполним за два установа. Первый установ - точение поверхностей 2, 3, 10, 11, 12. Второй установ - точение поверхностей 4, 5, 6, 7, 13, 14, 15, 16.
Разработку режима резания на токарной (чистовой) операции начинают с установления характеристики режущего инструмента. Режущий инструмент –резец прямой проходной левый ВК8 φ = 60˚ ГОСТ 18878-73, резец прямой подрезной левый ВК8 φ = 60˚ ГОСТ 18880-73.
Основные параметры резания при точении: Ø75
Установ 1
¨ глубина резания: t= 2 мм;
¨ подача: S= 0,6 мм/об выбираем по таблице 14 [1];
¨ скорость резания: />,
где Сυ – постоянная величина для определённых условий обработки, выбираем по таблице 17 [1];
Т – период стойкости инструмента;
t – глубина резания;
S – подача;
x, y, m – показатели степени, выбираем по таблице 17 [1];
Kυ– поправочный коэффициент на скорость резания равен:
/>,
где />коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала;
/>— коэффициент на инструментальный материал, выбираем по таблице 6 [1
/>— коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки, выбираем по таблице 5 [1];
/>,
где />коэффициент, характеризующий, группу стали по обрабатываемости, выбираем по таблице 2 [1];
/>— коэффициент, характеризующий обрабатываемый материал.
/>;
¨ частота вращения инструмента:
/>;
По паспорту станка принимаем S = 0,5 мм/об и n = 600 об/мин.
¨ сила резания: />,[1]
где />– постоянная величина для определённых условий обработки, выбираем по таблице 22 [2];
/>поправочный коэффициент на качество обрабатываемого материала:
/>,
где />коэффициенты, учитывающие фактические условия резания, выбираем по таблицам 9, 10 и 23 [1];
/>;
/>
¨ мощность резания: />.
Станок по мощности проходит.
Установ 2
¨ глубина резания: t= 2 мм;
¨ подача: S= 0,6 мм/об выбираем по таблице 14 [1];
/>— коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки, выбираем по таблице 5 [1];
/>,
где />коэффициент, характеризующий, группу стали по обрабатываемости, выбираем по таблице 2 [1];
/>— коэффициент, характеризующий обрабатываемый материал.
/>;
¨ частота вращения инструмента:
/>;
По паспорту станка принимаем S = 0,5 мм/об и n = 600 об/мин.
¨ сила резания:/>,
где />– постоянная величина для определённых условий обработки, выбираем по таблице 22 [2]; />
/>поправочный коэффициент на качество обрабатываемого материала:
где />коэффициенты, учитывающие фактические условия резания, выбираем по таблицам 9, 10 и 23 [1];
/>;
/>
¨ мощность резания: />.
Станок по мощности проходит.
Установ 2 продолжение
--PAGE_BREAK--
¨ глубина резания: t= 2 мм;
¨ подача: S= 0,6 мм/об выбираем по таблице 14 [1];
Рассчитаем режимы резания на операцию 25 фрезерную. Для выбранной операции — фрезерная — применим аналитический метод определения режимов резания [1]. Данную операцию выполним за два перехода. Первый переход - фрезерование поверхностей 25, 26. Второй переход - фрезерование поверхностей 23, 24.
Разработку режимов резания на фрезерной операции начинают с установления характеристики режущего инструмента. Специальная профильная дисковая фреза ВК8 Æ100 мм и Æ50 мм
Основные параметры резания при фрезеровании:
Переход 1
¨ глубина резания: t= 3,0 мм;
¨ подача: Sz= 0,25 мм/зуб выбираем по таблице 33 [1];
¨ скорость резания: />, [1]
где Сυ – постоянная величина для определённых условий обработки, выбираем по таблице 39 [1];
D – диаметр фрезы;
z – число зубьев фрезы;
Т – период стойкости инструмента;
t – глубина резания;
Sz – подача;
В – параметр срезаемого слоя;
x, y, q, m, u, p– показатели степени, выбираем по таблице 39 [1];
Kυ– поправочный коэффициент на скорость резания равен:
/>,
где />коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала;
/>— коэффициент на инструментальный материал, выбираем по таблице 6 [2];
/>— коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки, выбираем по таблице 5 [1];
/>,
где />коэффициент, характеризующий, группу стали по обрабатываемости, выбираем по таблице 2 [1];
/>— коэффициент, характеризующий обрабатываемый материал.
/>;
¨ частота вращения инструмента:
/>;
По паспорту станка принимаем S = 0,25 мм/об и n = 2000 об/мин.
¨сила резания: />, [1]
где />– постоянная величина для определённых условий обработки, выбираем по таблице 41 [2];
z– число зубьев фрезы;
n– частота вращения фрезы;
/>поправочный коэффициент на качество обрабатываемого материала, выбираем по таблице 9 [2].
/>;
/>.
¨мощность резания: />.
Станок по мощности проходит.
Переход 2
¨ глубина резания: t= 8,0 мм;
¨ подача: Sz= 0,2 мм/зуб выбираем по таблице 33 [1];
¨ скорость резания: />, [1]
где Сυ – постоянная величина для определённых условий обработки, выбираем по таблице 39 [1];
D – диаметр фрезы;
z – число зубьев фрезы;
Т – период стойкости инструмента;
t – глубина резания;
Sz – подача;
В – параметр срезаемого слоя;
x, y, q, m, u, p– показатели степени, выбираем по таблице 39 [1];
Kυ– поправочный коэффициент на скорость резания равен:
/>,
где />коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала;
/>— коэффициент на инструментальный материал, выбираем по таблице 6 [2];
/>— коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки, выбираем по таблице 5 [1];
/>,
где />коэффициент, характеризующий, группу стали по обрабатываемости, выбираем по таблице 2 [1];
/>— коэффициент, характеризующий обрабатываемый материал.
/>;
¨ частота вращения инструмента: />;
По паспорту станка принимаем S = 0,25 мм/об и n = 2000 об/мин. продолжение
--PAGE_BREAK--
¨ сила резания:
/>, [1]
где />– постоянная величина для определённых условий обработки, выбираем по таблице 41 [2];
z– число зубьев фрезы;
n– частота вращения фрезы;
/>поправочный коэффициент на качество обрабатываемого материала, выбираем по таблице 9 [2].
/>;
/>.
¨мощность резания:
/>.
Станок по мощности проходит.
На остальные операции режимы резания назначаем по справочным данным [1], подача, глубина резания и обороты.
Операцию 05 фрезерно-центровальную выполним за два перехода - фрезерование торцев 1 и 8, сверление центровых отверстий 19.
Основные параметры резания при фрезеровании:
Переход 1
¨ глубина резания: t= 5 мм;
¨ подача: Sz= 0,25 мм/зуб выбираем по таблице 33 [1];
¨ частота вращения инструмента: n= 1500 об/мин.
Основные параметры резания при сверлении:
Переход 2
¨ глубина резания: />;
где D – диаметр сверла;
¨ подача: S= 0,06 мм/об, выбираем по таблице 25 [1];
¨ частота вращения инструмента: n = 4000 об/мин.
Операцию 10 токарную (черновую) выполним за два установа. Первый установ - точение поверхностей 2, 3, 10, 11, 12. Второй установ - точение поверхностей 4, 5, 6, 7, 13, 14, 15, 16.
Основные параметры резания при точении:
Установ 1
¨ глубина резания: t= 7 мм;
¨ подача: S= 0,8 мм/об выбираем по таблице 11 [1];
¨ частота вращения инструмента: n = 2000 об/мин
Установ 2
¨ глубина резания: t= 7 мм;
¨ подача: S= 0,8 мм/об выбираем по таблице 11 [1];
¨ частота вращения инструмента: n = 2000 об/мин
Операцию 20 фрезерную за один переход - фрезерование поверхностей 17, 18, 19, 20.
Основные параметры резания при фрезеровании:
Переход 1
¨ глубина резания: t= 8,5 мм;
¨ подача: Sz= 0,25 мм/зуб выбираем по таблице 33 [1];
¨ частота вращения инструмента: n = 1000 об/мин.
Операцию 30 сверлильную выполним за один переход - сверление поверхностей 21, 22.
Основные параметры резания при сверлении:
Переход 2
¨ глубина резания: />;
где D – диаметр сверла;
¨ подача: S= 0,09 мм/об, выбираем по таблице 25 [1];
¨ частота вращения инструмента: n = 2000 об/мин.
Операцию 40 центрошлифовальную выполним за один переход - центрошлифование поверхностей 19.
Основные параметры резания при центрошлифовании:
Переход 1
¨ глубина резания: t= 0,01 мм;
¨ подача: />;
¨ скорость резания: />;
/>;
¨ частота вращения инструмента: />;
Операцию 45 (предварительную) выполним за два установа. Первый установ - шлифование поверхностей 3, 2, 10, 11, 12. Второй установ - шлифование поверхностей 4, 5, 6, 7, 14.
Основные параметры резания при шлифовании:
Установ 1
¨ глубина резания: t= 0,3 мм;
¨ подача: />; />
¨ скорость резания: />;
¨ частота вращения инструмента: n = 10000 об/мин.
Установ 2
¨ глубина резания: t= 0,3 мм;
¨ подача: />; />
¨ скорость резания: />;
¨ частота вращения инструмента: n = 10000 об/мин.
Операцию 50 торцекруглошлифовальную (чистовую) выполним за два установа. Первый установ - шлифование поверхностей 14. Второй установ - шлифование поверхностей 10, 11, 12.
Основные параметры резания при шлифовании: продолжение
--PAGE_BREAK--
Установ 1
¨ глубина резания: t= 0,05 мм;
¨ подача: />; />
¨ скорость резания: />;
¨ частота вращения инструмента: n = 12000 об/мин.
Установ 2
¨ глубина резания: t= 0,05 мм;
¨ подача: />; />
¨ скорость резания: />;
¨ частота вращения инструмента: n = 12000 об/мин.
Операцию 55 шлифовальную (предварительную) выполним за два перехода. Первый переход - шлифование поверхностей 25, 26. Второй переход - шлифование поверхностей 23, 24.
Основные параметры резания при шлифовании:
Переход 1
¨ глубина резания: t= 0,3 мм;
¨ подача: />; />
¨ скорость резания: />;
¨ частота вращения инструмента: n = 10000 об/мин.
Переход 2
¨ глубина резания: t= 0,3 мм;
¨ подача: />; />
¨ скорость резания: />;
¨ частота вращения инструмента: n = 10000 об/мин.
Операцию 60 шлифовальную (чистовую) выполним за два перехода. Первый переход - шлифование поверхностей 25, 26. Второй переход - шлифование поверхностей 23, 24.
Основные параметры резания при шлифовании:
Переход 1
¨ глубина резания: t= 0,05 мм;
¨ подача: />; />
¨ скорость резания: />;
¨ частота вращения инструмента: n = 12000 об/мин.
Переход 2
¨ глубина резания: t= 0,05 мм;
¨ подача: />; />
¨ скорость резания: />;
¨ частота вращения инструмента: n = 12000 об/мин.
4.3 Выбор оборудования, приспособлений, режущих и контрольных инструментов.
Таблица 6 — Выбор средств технологического оснащения (СТО)
№ и название
операции
Марка и название оборудования
Приспособление
Режущий инструмент
Средства
контроля
00
Заготовитель-ная
Горизонтально-ковочная машина ГКМ
Штамп
-
Штангельциркуль Шц-1 (0-320) ГОСТ 166-63
05
Фрезерно-центровальная
Фрезерно-центровальный МР-71М
Тиски с призматическими губками
ГОСТ4045-57, откидной упор
Дисковая фреза со вставными ножами ВК8 Æ100 мм
ГОСТ 6469-69, сверлозенкер Æ 3,15-7 мм
Штангельциркуль Шц-1 (0-320) ГОСТ 166-63, калибр пробка
10
Токарная (черновая)
Установ 1
Многорезц. п/а 1Б732Ф3
Патрон поводковый ГОСТ 2572-53, вращающийся центр ГОСТ 8742-62
Резец прямой проходной левый ВК8 φ = 45˚ ГОСТ 18869-73
Штангельцир-
куль Шц-1
(0-320) ГОСТ
166-63
10
Токарная (черновая)
Установ 2
Многорезц. п/а 1Б732Ф3
Патрон поводковый ГОСТ 2572-53, вращающийся центр ГОСТ 8742-62
Резец прямой проходной левый ВК8 φ = 45˚ ГОСТ 18869-73, резец прямой подрезной левый ВК 8 φ = 45˚ ГОСТ 18871-73.
Штангельцир-
куль Шц-1
(0-320) ГОСТ
166-63
15
Токарная (чистовая)
Установ 1
Многорезц. п/а 1Б732Ф3
Патрон поводковый ГОСТ 2572-53, вращающийся центр ГОСТ 8742-62
Резец прямой проходной левый ВК8 φ = 60˚ ГОСТ 18878-73, резец прямой подрезной левый ВК8 φ = 60˚ ГОСТ 18880-73.
Штангельцир-
куль Шц-1
(0-320) ГОСТ
166-63,
синусная линейка ГОСТ 4046-61
15
Токарная (чистовая)
Установ 2
Многорезц. п/а 1Б732Ф3
Патрон поводковый ГОСТ 2572-53, вращающийся центр ГОСТ 8742-62
Резец прямой проходной левый ВК8 φ = 60˚ ГОСТ 18878-73, резец прямой подрезной левый ВК8 φ = 60˚ ГОСТ 18880-73.
Штангельцир-
куль Шц-1
(0-320) ГОСТ
166-63,
синусная линейка ГОСТ 4046-61
20
Фрезерная
Вертикально-фрезерный
С ЧПУ
6Р16РФ3
Тиски с призматичес-кими губками ГОСТ4045-57, упор
Концевая монолитная твёрдосплавная фреза ВК8
ГОСТ 17870-85
Микрометр
(0-300мм)
ГОСТ 6507-60
25
Фрезерная
Горизонтально-фрезерный
С ЧПУ продолжение
--PAGE_BREAK--
6Р82ГФ3
Патрон с де-лительной головкой ГОСТ 2472-53, центр ГОСТ 8742-62
Специальная профильная дисковая фреза ВК8 Æ100 мм и Æ50 мм
Микрометр
(0-300мм)
ГОСТ 6507-60, шаблоны на пазы
30 Сверлильная
Радиально-сверлильный
2М57
Тиски с призматичес-кими губками ГОСТ4045-57, упор
Центровка твердосплавная
угол j=90°
Штангельцир-
куль Шц-1
(0-320) ГОСТ
166-63
35 Термическая
Термопечь
-----------
----------
Твёр-домер
40 Центрошлифо-вальная
Центрошлифо-вальный
ZSM5200
Тиски с призматичес-кими губками ГОСТ4045-57, упор
Шлифовальная головка с углом конуса 60° ГК
Э50СМ1Б, К
ГОСТ 2447-64
Калибр-пробка
45
Торцекругло-
шлифовальная
(предваритель-ная)
Установ 1
Торцекругло-
шлифовальный
3Т160
Патрон поводковый ГОСТ 14903-69, вращающийся центр ГОСТ 8742-62
Круг шлифовальный ПП 24А12НСТ26Б ГОСТ 2424-67
Микрометр
(0-300мм)
ГОСТ6507-60,
синусная линейка ГОСТ 4046-61
45
Торцекругло-
шлифовальная
(предваритель-ная)
Установ 2
Торцекругло-
шлифовальный
3Т160
Патрон поводковый ГОСТ 14903-69, вращающийся центр ГОСТ 8742-62
Круг шлифовальный ПП 24А12НСТ26Б ГОСТ 2424-67
Микрометр
(0-300мм)
ГОСТ6507-60,
синусная линейка ГОСТ 4046-61
50
Торцекругло-
шлифовальная
(чистовая)
Установ 1
Торцекругло-
шлифовальный
3Т160
Патрон поводковый ГОСТ 14903-69, вращающийся центр ГОСТ 8742-62
Круг шлифоваль-ный ПП 40А
12НСТ26Б ГОСТ 2424-67
Микрометр
(0-300мм)
ГОСТ6507-60,
синусная линейка.
50
Торцекругло-
шлифовальная
(чистовая)
Установ 2
Торцекругло-
шлифовальный
3Т160
Патрон поводковый ГОСТ 14903-69, вращающийся центр ГОСТ 8742-62
Круг шлифоваль-ный ПП 40А
12НСТ26Б ГОСТ 2424-67
Микрометр
(0-300мм)
ГОСТ6507-60,
синусная линейка.
55
Шлифовальная
(предваритель-ная)
Шлифовальный с ЧПУ 3М163Ф2Н1В
Патрон с де-лительной головкой ГОСТ 2472-53, центр ГОСТ 8742-62
Круг шлифовальный ПП 24А12НСТ26Б ГОСТ 2424-67
Микрометр
(0-300мм)
ГОСТ6507-60,
шаблоны на пазы.
60
Шлифовальная
(чистовая)
Шлифовальный с ЧПУ 3М163Ф2Н1В
Патрон с де-лительной головкой ГОСТ 2472-53, центр ГОСТ 8742-62
Круг шлифоваль-ный ПП 40А
12НСТ26Б ГОСТ 2424-67
Микрометр
(0-300мм)
ГОСТ6507-60,
шаблоны на пазы.
65
Моечная
Моечная машина
Ocifel
-----------
-----------
-----------
70
Контрольная
Контрольный стол
---------
---------
Все необходимые средства контроля
4.4 Поэлементное нормирование работ
(на две операции, на остальные назначение норм времени на операции укрупненно по справочникам)
В нашем случае следует рассчитать нормы времени на две операции 15 токарную (чистовую) и на 30 Фрезерную.
15 – Токарная (чистовая):
1 Установ
Основное время То — время непосредственно на обработку, определяется по [2].
/>
где 0,06 – переустановка детали;
d – диаметр обрабатываемой детали;
l – длина обрабатываемого участка.
Тв – вспомогательное время на установку, включение и выключение станка, измерение и организационное время, определяется по [2]
/>;
Штучное время — время на выполнение операции, определяется суммированием основного, вспомогательного времени, время на обслуживание и время на отдых.
/>
2Установ
Основное время То — время непосредственн
о на обработку, определяется по [2].
/>
где 0,06 – переустановка детали;
d – диаметр обрабатываемой детали;
l – длина обрабатываемого участка.
Тв – вспомогательное время на установку, включение и выключение станка, измерение и организационное время, определяется по [2]
/>;
Штучное время — время на выполнение операции, определяется суммированием основного, вспомогательного времени, время на обслуживание и время на отдых.
/>
Общее штучное время на операцию 15
/>
20 – Фрезерная:
1 Переход
Основное время То — время непосредственно на обработку, определяется по [2].
/>
где d – диаметр обрабатываемой детали;
l – длина обрабатываемого участка. продолжение
--PAGE_BREAK--
Тв – вспомогательное время на установку, включение и выключение станка, измерение и организационное время, определяется по [2].
/>;
Штучное время — время на выполнение операции, определяется суммированием основного, вспомогательного времени, время на обслуживание и время на отдых.
/>
2 Переход
Основное время То — время непосредственно на обработку, определяется по [2].
/>
где d – диаметр обрабатываемой детали;
l – длина обрабатываемого участка.
Тв – вспомогательное время на установку, включение и выключение станка, измерение и организационное время, определяется по [2].
/>;
Штучное время — время на выполнение операции, определяется суммированием основного, вспомогательного времени, время на обслуживание и время на отдых.
/>
Общее штучное время на операцию 20
/>
На остальные операции механической обработки время назначаем по справочным материалам [1] при этом, не деля операции на переходы и установы.
05 – Фрезерно-центровальная:
/>; />; />
10 – Токарная (черновая):
/>; />; />
25 — Фрезерная:
/>; />; />
30 — Сверлильная:
/>; />; />
40 – Центрошлифовальная:
/>; />; />
45 – Торцекруглошлифовальная (предварительная):
/>; />; />
50 – Торцекруглошлифовальная (чистовая):
/>; />; />
55 –Шлифовальная (предварительная):
/>; />; />
60 –Шлифовальная (чистовая):
/>; />; />
4.5 Оформление технологической документации
Технологическая документация представлена в приложении.
5. Экономическая часть
5.1 Исходные данные для расчета
Целью экономического раздела является определить капитальные вложения в проект, себестоимость изготовления, рассчитать экономическую эффективность от использования новой техники и технологии при проектировании или усовершенствовании технологического процесса (операции) и правильно проанализировать полученные экономические результаты.
Сутью нашего усовершенствования является модернизация токарной операции 05, а точнее замена старого токарного станка многорезцовым п/а с ЧПУ. А также модернизация операции 45, а именно замена инструмента отечественного на импортный. За счёт этого планируется сократить основное время на операцию, увеличить производительность, повысить точность изготовления детали, что, в конечном счёте, должно привести к уменьшению себестоимости изделия и повышению эффективности производства.
1-ый сравниваемый вариант
Операции 05 – Токарная – производится точение детали.
Оборудование –Токарный станок 1К62; Оснастка –патрон;
Инструмент – резцы; Тип производства – серийный.
Условия труда – нормальные; Форма оплаты труда – повременно-премиальная.
Операции 45 – Шлифовальная – производится шлифование детали.
Оборудование – Торцекругло-шлифовальный 3Т160; Оснастка –патрон.
Инструмент – шлифовальный круг; Тип производства – серийный.
Условия труда – нормальные; Форма оплаты труда – повременно-премиальная.
2-ой сравниваемый вариант
Операции 05 – Токарная – производится точение детали.
Оборудование – Многорезц. п/а 1Б732Ф3; Оснастка –патрон;
Инструмент – резцы; Тип производства – серийный.
Условия труда – нормальные; Форма оплаты труда – повременно-премиальная.
Операции 45 – Шлифовальная – производится шлифование детали.
Оборудование – Торцекругло-шлифовальный 3Т160; Оснастка –патрон.
Инструмент – шлифовальный круг; Тип производства – серийный.
Условия труда – нормальные; Форма оплаты труда – повременно-премиальная.
5.2 Исходные данные для расчета экономической эффектности
Таблица 8 — Исходные данные для экономического обоснования
№
Показатели
Условное обозначе-ние, единица измерения
Значение показателей
Источник информа-ции
Базовый
Проект
1
Годовая программа выпуска
/>
10000
10000
Задание
2
Норма штучного времени, в т.ч. машинное время
/>
/>
3,40 продолжение
--PAGE_BREAK----PAGE_BREAK----PAGE_BREAK--
45
— универ-сальное;
-
универ-сальное;
-
универ-сальный
— универ-сальное;
-
специ-альное;
-
универ-сальный
Выбор СТО
45
Материал заготовки и метод получения
-
40Х
литье
40Х
штам-ка
Задание
46
Масса заготовки
/>
110,1
78,3
Расчет
47
Масса детали
/>
62,5
62,5
Расчет
48
Цена 1кг материала заготовки
/>
38,95
38,95
Данные методички (Прил. 6)
49
Цена 1кг отходов
/>
2,40
2,40
50
Коэффициент транспортно-заготовительных расходов (1,05…1,06 – для черных металлов; 1,01…1,02 – для цветных металлов)
/>
1,05
1,05
Методичка
п.п.5.1
Дополнительные исходные данные для станков с ЧПУ
55
Затраты на разработку одной программы
/>
7000
15000
Данные методички (Прил. 5)
/>
-
-
56
Коэффициент, учитывающий потребности с восстановлением перфоленты
/>
0,06
0,06
Методичка
п.п.5.13
57
Период выпуска деталей данного наименования
/>
3
3
Методичка
п.п.5.13
5.3 Расчет необходимого количества оборудования и коэффициентов загрузки
5.3.1 Количество оборудования, необходимого для производства годовой программы
Количество потребного для производства годовой программы деталей (изделий) оборудования определяется в зависимости от формы организации производства.
/>(5.1)
/> – норма штучного времени на операцию, мин;
/> – годовая программа выпуска деталей, шт.;
/> – коэффициент выполнения норм;
/>– годовой, эффективный фонд времени работы оборудования (при односменном режиме работы – 2030 часов, при двухсменном режиме – 4015 часов; при трехсменном режиме – 5960 часов, или из раздела «Проектирование участка»), часах.
/>; />
/>; />
Расчетное количество станков округляется до ближайшего, большего числа и получаем, таким образом, принятое или фактическое количество станков />.
Расчет коэффициента загрузки оборудования
Расчет коэффициента загрузки оборудования для двух вариантов определяется по формуле:
/>(5.2)
/> – расчетное количество оборудования;
/> – принятое количество оборудования.
/>; />
/>; />
5.4 Расчет численности рабочих-станочников
Численность станочников (операторов) рассчитывается по формуле:
/>(5.3)
/> – норма штучного времени на операцию, мин;
/> – годовая программа выпуска деталей, шт.;
/> – годовой, эффективный фонд времени рабочего (можно принимать величину равную 1731 час., или из раздела «Проектирование участка» ), часах.
/> – коэффициент многостаночного обслуживания, устанавливается для каждой
операции, исходя из соотношения ручных и машинных приемов операции:
/>(5.4)
/> – машинное (основное) время выполнения операции, мин;
/> – ручное (вспомогательное) время выполнения операции, мин.:
/>(5.5)
/>; />
/>; />
/>; />
/>; />
5.5 Расчет капитальных вложений (инвестиций) по сравниваемым вариантам
5.5.1 Прямые капитальные вложения
/>(5.6)
/>– цена единицы оборудования, руб. продолжение
--PAGE_BREAK--
/> – принятое количество оборудования;
/> – коэффициент загрузки.
/>; />
5.5.2 Расчет сопутствующих капитальных вложений
5.5.2.1 Затраты на доставку и монтаж
/>(5.7)
/> – коэффициент на доставку и монтаж (0,1…0,25);
/> – прямые капитальные вложения в основное технологическое оборудование.
/>; />
5.5.2.2 Затраты на производственную площадь, занятую основным оборудованием
/>(5.10)
/> – принятое количество оборудования;
/> – площадь занимаемая одним станком (паспорт станка), м2;
/> – коэффициент, учитывающий дополнительную площадь (Приложение 3);
/> – цена 1 м2 площади здания (Приложение 2), руб./м2.
/> – коэффициент загрузки.
/>; />
5.5.2.3 Затраты на демонтаж оборудования
Рассчитывается если заменяется специальное или универсальное оборудование с коэффициентом загрузки близким к единице или если высвобождается оборудование за счет сокращения количества станков
/>(5.11)
/> – высвобожденное количество оборудования или заменяемое количество оборудования;
/>– цена единицы оборудования, руб.
/>
5.5.2.4 Выручка от реализации оборудования
Рассчитывается, при реализация замененного специального или универсального оборудования, с коэффициентом загрузки близким к единице, или высвобожденного оборудования за счет сокращения количества станков
/>(5.12)
/> – высвобожденное количество оборудования или заменяемое количество оборудования;
/> – цена единицы оборудования, руб.
/>
5.5.2.5 Общие сопутствующие капитальные вложения
/>(5.13)
/> – затраты на доставку и монтаж, руб.;
/> – затраты на дорогостоящее приспособление, руб.;
/> – затраты на дорогостоящий инструмент, руб.;
/> – затраты на производственную площадь, занятую основным оборудованием, руб.;
/> – затраты на демонтаж оборудования, руб.;
/> – выручка от реализации оборудования, руб.
5.5.3 Общие капитальные вложения
/>(5.14)
/> – прямые капитальные вложения, руб.;
/> – общие сопутствующие капитальные вложения, руб.
/>; />
5.5.4 Расчет удельных, капитальных вложений на единицу изделия
/>(5.15)
/> – общие капитальные вложения, руб.;
/> – годовая программа выпуска деталей, шт.
/>; />
5.6 Расчет технологической себестоимости изменяющихся по вариантам операций
5.6.1 Затраты на основной материал за вычетом отходов в стружку
/>(5.16)
/> – цена материала заготовки (Приложение 6), руб./кг.;
/> – масса заготовки (расчет), кг.;
/> – коэффициент транспортно-заготовительных работ (для черных металлов 1,05…1,06; для цветных металлов – 1,01…1,02);
/> – цена отходов (Приложение 6), руб./кг.;
/> – масса отходов (расчет), кг.:
/>(5.17)
/>– масса детали (расчет), кг.
/>
/>; />
5.6.2 Затраты на заработную плату основных рабочих
/>(5.18)
/> – часовая тарифная ставка наладчика 46,62, руб./час;
/> – часовая тарифная ставка рабочего-оператора 36,72 руб./час; продолжение
--PAGE_BREAK--
/> – штучное время, мин;
/> – коэффициент премирования (Приложение 4);
/> – коэффициент выполнения норм (Приложение 4);
/> – коэффициент доплат (Приложение 4);
/> – коэффициент условий труда (Приложение 4);
/> – коэффициент за профмастерство (Приложение 4);
/> – доплаты за вечерние и ночные смены (Приложение 4);
/> – коэффициент отчислений на социальные нужды (Приложение 4).
/>; />
5.6.3 Затраты на текущий ремонт оборудования
/>(5.19)
/> – цена оборудования, руб.;
/> – выручка от реализации изношенного оборудования (5 % от стоимости оборудования), руб.;
/> – коэффициент монтажа (1,1…1,25);
/> – штучное время, мин;
/> – коэффициент загрузки;
/> – коэффициент затрат на текущий ремонт оборудования (/>);
/>– эффективный годовой фонд времени работы оборудования, часах;
/> – коэффициент выполнения норм (Приложение 4).
/>; />
5.6.4 Затраты на амортизацию оборудования
/>(5.20)
/> – цена оборудования, руб.;
/> – выручка от реализации изношенного оборудования (5 % от стоимости оборудования), руб.;
/> – годовая норма амортизационных отчислений, зависит от срока службы оборудования (3,5…20), %;
/> – коэффициент монтажа (1,1…1,25);
/> – коэффициент загрузки;
/> – эффективный годовой фонд времени работы оборудования, часах;
/>– коэффициент выполнения норм (Приложение 4).
/>; />
5.6.5 Затраты на электроэнергию
/>(5.21)
/> – мощность электродвигателя (паспорт станка), кВт;
/> – машинное (основное) время, мин.;
/> – тариф платы за электроэнергию (Приложение 2), руб./кВт;
/> – коэффициент загрузки электродвигателя по времени (0,5…0,85);
/> – коэффициент загрузки электродвигателя по мощности (0,7…0,8);
/> – коэффициент потерь электроэнергии в сети (1,04…1,08);
/>– коэффициент одновременной работы электродвигателей (0,8…1,0);
/>– коэффициент полезного действия (0,7…0,95).
/>; />
5.6.6 Затраты на рабочий инструмент
/>(5.22)
/> – цена инструмент, руб.;
/> – коэффициент транспортно-заготовительных расходов на доставку инструмента (/>);
/> – выручка от реализации изношенного инструмента (20 % от стоимости инструмента), руб.;
/> – машинное (основное) время, мин.;
/> – коэффициент случайной убыли инструмента (Приложение 7);
/> – стойкость инструмента между переточками (Приложение 7), в часах;
/>– количество переточек (Приложение 7).
5.6.7 Затраты на переточку инструмента
/>(5.23)
/> – машинное (основное) время, мин.;
/> – цена одной переточки инструмента (Приложение 7), руб.;
/> – стойкость инструмента между переточками (Приложение 7), в часах;
/>– количество переточек (Приложение 7).
/>; />
5.6.8 Затраты на содержание и эксплуатацию приспособления
/>(5.24)
/> – цена приспособления, руб.;
/> – коэффициент, учитывающий затраты на ремонт приспособлений (1,5…1,6); продолжение
--PAGE_BREAK--
/> – выручка от реализации изношенного приспособления (20 % от стоимости приспособления), руб.;
/> – количество приспособлений;
/> – коэффициент загрузки;
/> – годовая программа выпуска деталей, шт.;
/> – физический срок службы приспособлений (2…5), лет.
/>; />
5.6.9 Затраты на смазочно-охлаждающую жидкость (СОЖ) и обтирочные материалы
/>(5.25)
/> – количество оборудования;
/> – коэффициент загрузки;
/> – расходы на СОЖ на 1 станок в год (400…1600), руб.;
/>– годовая программа выпуска деталей, шт.
/>; />
5.6.10 Затраты на технологическую воду
/>(5.26)
/> – эффективный годовой фонд времени работы оборудования, часах;
/> – цена за 1 м3 воды (Приложение 2), руб./м3;
/> – количество оборудования;
/> – коэффициент загрузки;
/> – удельный расход технологической вода за 1 час работы станка (/>), м3/час.;
/>– годовая программа выпуска деталей, шт.
/>; />
5.6.11 Затраты на содержание и эксплуатацию производственных площадей
/>(5.27)
/> – количество оборудования;
/> – площадь занимаемая одним станком (паспорт станка), м2;
/> – коэффициент, учитывающий дополнительную площадь (Приложение 3);
/> – коэффициент загрузки;
/> – цена 1 м2 площади здания (Приложение), руб./м2;
/> – годовая программа выпуска деталей, шт.
/>; />
5.6.12 Затраты на сжатый воздух
/>(5.28)
/> – количество оборудования;
/> – коэффициент загрузки;
/> – эффективный годовой фонд времени работы оборудования, часах;
/> – удельный расход сжатого воздуха за час (0,1…0,15), м3/час;
/> – тариф плата за 1 м3 сжатого воздуха (Приложение 2), руб./м3.
/>– годовая программа выпуска деталей, шт.
/>; />
5.6.13 Затраты на подготовку и эксплуатацию управляющих программ для станков с ЧПУ
Данная статья расходов рассчитывается, если на рассматриваемых операциях применяются станки с ЧПУ.
/>(5.29)
/> – стоимость управляющей программы для станка с ЧПУ (Приложение 5), руб.;
/> – количество наименований однотипных деталей, обрабатываемых на станках с ЧПУ (округляется до целого меньшего числа), шт.:
/>(5.30)
/> – эффективный годовой фонд времени работы оборудования, часах;
/> – штучное время, мин;
/>– годовая программа выпуска деталей, шт.;
/>; />
Итого: себестоимость технологической операции
/>(5.31)
/> – затраты на основной материал за вычетом отходов, руб.;
/> – затраты на заработную плату основных рабочих, руб.;
/> – затраты на текущий ремонт оборудования, руб.;
/> – затраты на амортизацию оборудования, руб.;
/> – затраты на электроэнергию, руб.;
/> – затраты на рабочий инструмент, руб.;
/> – затраты на переточку инструмента, руб.;
/> – затраты на содержание и эксплуатацию приспособления, руб.;
/> – затраты на смазочно-охлаждающую жидкость (СОЖ) и обдирочные материалы, руб.; продолжение
--PAGE_BREAK--
/> – затраты на технологическую воду, руб.;
/> – затраты на содержание и эксплуатацию производственной площади, руб.;
/> – затраты на сжатый воздух, руб.;
/> – затраты на подготовку и эксплуатацию управляющей программы для станков с ЧПУ, руб.
/>; />
5.7 Расчет технологической себестоимости операции
Таблица 9 — Калькуляция себестоимости обработки детали по вариантам технологического процесса
№
Статьи затрат
Затраты, руб.
Измене-ния +/-
Базовый
Проект
1
Материалы за вычетом отходов: />
1683
1683
2
Основная заработная плата рабочих операторов: />
/>/>
10,4
5,31
-5,09
3
Начисления на заработную плату:/>
2,71
1,39
-1,32
4
Расходы на содержание и эксплуатацию оборудования: />
3,520
2,990
-0,53
Итого технологическая себестоимость: />
/>
/>
3262,63
3255,69
-6,940
5
Общецеховые накладные расходы:
/>
/>
/>
23,501
12,00
-11,501
Итого цеховая себестоимость:
/>
/>
/>
3286,14
3267,69
-18,45
6
Заводские накладные расходы:
/>
/>
/>
29,120
14,686
-14,252
Итого заводская себестоимость
/>
/>
/>
3315,26
3282,38
-32,88
7
Внепроизводственные расходы
/>
/>
/>
165,76
164,12
-1,64
Всего полная себестоимость
/>
/>
/>
3481,02
3446,5
-34,52
Примечание:
Знак "+" – ставится, если проектный вариант больше базового;
Знак "-" – ставится, если проектный вариант меньше базового.
Значение коэффициентов цеховых, заводских и внепроизводственных расходов представлены в.
Расчет приведенных затрат и выбор оптимального варианта
Таблица 10 — Расчет приведенных затрат и выбор оптимального варианта
№
Наименование показателей, единица измерения
Расчетные формулы и расчет
Значение показателей
Баз.
Пр.
1
Приведенные затраты на единицу детали,
руб.
/>
/>
/>
/>– единый нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений
3502
3462
2
Годовые приведенные затраты,
руб.
/>
/>
/>
35020000
34620000
Из рассчитанных вариантов, проектируемым считается тот, в котором приведенные затраты на единицу изделия составляют наименьшую величину. В нашем случае в проектном варианте приведенные затраты на единицу изделия, наименьшие.
5.8 Расчет показателей экономической эффективности проектируемого варианта техники (технологии)
5.8.1 Ожидаемая прибыль (условно-годовая экономия) от снижения себестоимости обработки детали
/>,
/>,
где /> – полная себестоимость изготовления единицы детали, соответственно по базовому и проектному вариантам.
5.8.2 Налог на прибыль
/>,
/>,
где /> – коэффициент налогообложения прибыли. продолжение
--PAGE_BREAK--
5.8.3 Чистая ожидаемая прибыль
/>,
/>.
5.8.4 Срок окупаемости капитальных вложений
После определения чистой прибыли определяется расчетный срок окупаемости капитальных вложений (инвестиций), необходимых для осуществления проектируемого варианта:
/>,
/>
где /> – капитальные вложения (инвестиции), необходимые для приобретения вновь вводимого оборудования, дорогостоящей оснастки, инструмента, а также затраты на эксплуатацию дополнительной площади.
/> – общие капитальные вложения, необходимые для приобретения оборудования, оснастки и инструмента.
Расчетный срок окупаемости инвестиций (капитальных вложений) принимается за горизонт расчета (максимально ожидаемое время окупаемости инвестиций), Т. Если расчетный срок окупаемости получился более 4-х лет, то в дальнейшем, горизонт расчета принимается равным 5 лет.
Далее думаем с точки зрения инвестора-предприятия, которое должно осуществить его проект. Используя методы дисконтирования, решаем вопрос о том, стоит ли вкладывать средства в разработанный проект, который в течение принятого горизонта расчета принесет дополнительную прибыль, или лучше при существующей процентной ставке на капитал положить деньги в банк.
Для этого в пределах принятого горизонта расчета (Т) рассчитываем текущую стоимость будущих денежных доходов (денежных потоков), приведенных к текущему времени (времени начала осуществления проекта) через коэффициенты дисконтирования.
Общая текущая стоимость доходов (чистой дисконтированной прибыли) в течение принятого горизонта расчета определяется по формуле:
/>,
/>,
где /> – горизонт расчета, лет (месяцев);
/> – процентная ставка на капитал (например, при 5% /> 10% />; при 20% /> и т.д.);
/> – 1-ый, 2-ой, 3-й год получения прибыли в пределах принятого горизонта расчета.
5.8.5 Интегральный экономический эффект
Интегральный экономический эффект (чистый дисконтированный доход) составит в этом случае:
/>,
/>
Общая стоимость доходов (ЧДД) больше текущей стоимости затрат (/>), т.е. /> – проект эффективен, поэтому определяем индекс доходности по формуле:
/>,
/>
Вывод
Так как ЧДД > 0, значит проект эффективен, и поэтому определяем индекс доходности, т.е. прибыль на каждый вложенный рубль. Он составляет 4,56. Окупаемость проекта составляет 1 год, а интегральный экономический эффект 204896 рублей. Следовательно, инвестору смело можно вкладывать деньги в данный проект.
Заключение
В ходе работы были выполнены все задачи выпускной квалификационной работы.
Проанализировав исходные данные детали, стало возможным определение:
— выбора типа производства, формы организации технологического
процесса изготовления детали;
— выбора метода получения заготовки;
— технологического маршрута изготовления детали;
— технологического маршрута обработки поверхности;
— технологической схемы базирования;
— припусков с помощью размерного анализа;
— припусков расчетно-аналитическим методом;
Выполнив выпускную квалификационную работу, закрепил знания о технологии машиностроения, в сфере конструирования и технологирования изделия. В результате разрабатываемый технологический проект оказался экономически эффективным.
Литература
Справочник технолога машиностроителя./ Под редакцией А.Г. Косиловой, Р. К. Мещерякова. – М .: Машиностроение, 1985.- Т.1,2.
Горбацевич А.Ф., Шкред В. А. Курсовое проектирование по технологии машиностроения:- 4-е изд., перераб. и доп.- Выш. школа, 1983, ил.
Гжиров Р.И. Краткий справочник конструктора: Справочник — М.: Машиностроение, Ленинград, 1983год.
Михайлов А.В. Методическое указание «Определение операционных размеров механической обработки в условиях серийного производства»
Тольятти, 1992год.
5. Справочник конструктора-машиностроителя/ Анурьев В.И., — М.:
Машиностроение, 2001. – Т.1,2,3.