Аннотация

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.    

2.    

3.    

4.    

5.    

6.    

Имеющееся оборудование на РМЦ:

-        

-        

-        

-        

-          станок вертикально-сверлильный 2Н135*2шт

-        

-        

-        

-        

-        

-        

-        

-        

-        

-        

-        

-         L=10020*2шт

-         G=1000 кг; М1340*1шт

-        

-         Q=2 т; l=6м*4шт

-         Q=3 т; l=6м*4шт

-        

-            120*1шт

-        

-          электропечь шахтная 020*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.

2.1.        

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.    

2.     R₀₁ 0,4 – 1,6 .

3.     0,03 мм.

4.     0,01 мм.

5.    

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.    

2.    

3.    

4.    

5.    

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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)+Ör²_i-1+e²_i],

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

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

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

e_i – погрешность установки заготовки на выполняемом переходе.

 

 

 

 

Расчет припусков на обработку наружной поверхности валка.

Маршрут обработки	Элементы  припуска, мкм				Расчет припуска 2Zb min, мм	Расчет размер мм	Допуск d, мм	Размеры загот. мм		Пред. знач. припуска
	Rzi-1	Ti-1	ri-1	ei				max	min	Zmax	Zmin
Заготовка	-	-	-	-	-	168,137	1800	170,0	168,2	-	-
Черновое обтач.	10	00	45	200	2490	165,046	630	165,68	165,05	4,32	3,15
Чистовое обтач.	63	60	3	0	252	164,794	160	164,96	164,80	0,72	0,25
Тонкое обтач.	32	30	45	20	246	164,413	100	164,60	164,50	0,36	0,3
Алмазное выглаж.	6,3	-	0	0	-	164,4	100	164,50	164,40	0,1	0,1

Заготовка : кованый прокат.

А. Заготовка.

Кривизна заготовки    r_к=D_к*l_к=0,5*90=45мкм

Б. Черновое обтачивание.

    r_черн=0,06*r_к=0,06*45=2,7мкм

В. Чистовое обтачивание.

    r^¢_чист=0,04*2,7»0 ; После т.о. погрешность.

    r^¢¢_чист=0,5*90=45мкм ;

    r_{чист S}=45мкм

Г. Тонкое обтачивание.

    r_тонк=0,03*0,8=0,02мкм»0

Д. Алмазное выглаживание.

    База прежняя ; r_i-1=0 ; e=0

Погрешности установки.

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

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

 Проверка.

Z_{общ max}-Z_{общ min}=d_заг-d_{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_jр*К_gр*К_lр*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 Æ 65^+0,03

Маршрут обработки	Элементы  припуска, мкм				Расчет припуска 2Zb min, мм	Расчет размер мм	Допуск d, мм	Размеры загот. мм		Пред. знач. припуска
	Rzi-1	Ti-1	ri-1	ei				аmin	аmax	Zmax	Zmin
Сверление	-	-	-	-	30 000	30,086	210	29,79	30,0	-	-
Рассверл.	50	70	-	0	34 000	64,086	300	63,80	64,1	33,91	34,00
Предвар. растач.	63	80	84	0	454	64,54	300	64,3	64,6	0,50	0,50
Чистовое растач.	40	50	5	0	190	64,73	74	64,656	64,73	0,356	0,13
Окончат. растач.	20	20	45	100	300	65,03	19	65,011	65,03	0,355	0,3

А) Сверление.

      Суммарные отклонения  D_S=Ö(D_y*l)²+C²_o , где

С_о  – смещение оси отверстия ;

 D_y – значение увода оси сверла ;

 l – длина просверливаемого отверстия.

r_S=Ö(0,9*88,5)²+25²=83,5мкм 

Б) Предварительное растачивание.

     r_предв=0,06*r_S=0,06*83,5=5мкм

В) Чистовое растачивание.

     r_чист.=0,04*5=0,2мкм»0 ;

     Коробление после т.о. ;

     r_кор.=0,5*88,5=45мкм

Г) Окончательное растачивание.

     Погрешность от установки в трехкулачковый патрон e=100мкм

Заносим все в таблицу.

 

Расчет припусков на обработку торца валка.

Маршрут обработки	Элементы  припуска, мкм				Расчет припуска 2Zb min, мкм	Расчет размер	Допуск d, мкм	Размеры загот. мм		Пред. знач. припуска
	Rzi-1	Ti-1	ri-1	ei				max	min	Zmax	Zmin
Отрезка	-	-	-	-	-	86,584	2 000	89,0	87,0	-	-
Черн. подр. торца	20	0	1,7	100	300	86,284	630	86,92	86,29	2,08	0,71
Чист. подр. торца	50	50	-	-	100	86,184	100	86,30	86,20	0,62	0,09
Окон. подр. торца	32	30	100	100	204	85,98	40	86,02	85,98	0,28	0,22

1)    Резка прутка производится на отрезном станке дисковой пилой.

            r_рез=D_н*Д=0,01*170,0=1,7мкм

при зажиме в трехкулачковом патроне e_i=100мкм.

2)    Окончательная подрезка торца.

После т.о.  r_i-1=100мкм ; e_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 d, 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/(p*D)=1000*14/(3,14*315)=14об/мин

t₀=P/(S₀*n)=170/(10*14)=1,22мин

t_ш-к=(t₀+t_в)*(1+(a+b+g)/100)+t_n3, где

t₀ – основное время;

t_в – вспомогательное время;

 a,b,g - 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/d_в)^Пv , где

  K_г – коэффициент,

  d_в – временное напряжение;

  n_v – показатель степени.

K_мv=0,8*(750/710)^1,25=0,8

 n=1000*V/(p*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/d_в)^Пv=0,75*(750/710)^0,9=0,79

n=1000*V/(p*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/(p*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/(p*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/(p*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/(p*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/(p*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/(p*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/(p*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/(p*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/(p*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/(p*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 e=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=ÖS_1-nd²_i·l_i/S_1-nl_i=Ö(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_jp·K_cp·K_lp·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=ÖP²_y+P²_z=Ö2·2220,75²=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 Dy=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=Ö2*668²=944,7Н.

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

Dy=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=(dB/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=Ö43,84²+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 Æ 50^+0,03_+0,01

Точность – 7 квалитет.

Маршрут обработки	Элементы  припуска, мкм				Расчет припуск 2Zbmin,  мм	Расчет размер мм	Допуск d, мм	Размеры загот. мм		Пред. знач. припуска
	Rzi-1	Ti-1	ri-1	ei				аmax	аmin	Zmax	Zmin
Заготовка	-	-	-	-	-	54,716	1700	56,5	54,8	-	-
Черновое обтачивание	160	250	1615	0	4050	50,666	600	51,3	50,7	5,2	4,1
Чистовое обтачивание	63	60	97	0	440	50,266	160	50,39	50,23	0,91	0,47
Предвар. шлифование	20	30	31	0	162	50,072	50	50,13	50,08	0,26	0,15
Окончат. шлифование	10	20	1	0	62	50,01	16	50,026	50,01	0,104	0,07

                                                                                                                   SZ_max=6,674; SZ_min=4,79.

А) Черновое обтачивание.

  Суммарные отклонения оси расположения поверхности

    r_черн=Ö(r²_к+r²_у)

r_к=D_к*l_к=2,5*218=545мкм (кривизна проката)

r_у=0,25*Ö(d²+1)=0,25*Ö(6²+1)=1,52 (погрешность при центровании)

r_черн=Ö(545²+1520²)=1615мкм.

e=0, т.к. обработку ведем в центрах.

Б) Чистовое обтачивание.

 r_чист=0,06*r_заг=0,06*1615=97мкм.

В) Предварительное шлифование

r_п.шлиф.=0.04·r_чист.=0.04·97=4 мкм    

Кривизна вала после Т. О. с правкой r^¢_к.=D^¢_к*l_к=0.12*250=30 мкм ;

r_п.шлиф.=Ö4²+30²=30.3 мкм ;

Г) Окончательное шлифование

r_{окончат.шлиф.}=0.03*r_п.шл.=0.03*31=0.93 »1 мкм;

Значения заносим в таблицу .

Проверяем :Z_общ.max.-Z_общ.min.=r_заг.-r_{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/pD =

= 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/pD_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/p*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/d_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. Æ 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= Sⁿ_i=1S^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_сS/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_S*t/(Д*q*к_и), где

m_S - 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_S=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.

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

 

Исходные данные.

N по пор	Показатели.	Базовый вариант. Модели станков.										Новый вариант. Модели станков.
		16К 20	ТМ430	3Б 724		3А 228		3А 164		1А 62		8Г 642	16К 20Ф3	7А 505	16К20 Ф3СБ
1	Год. прив. Прог., шт.	7095										7095
2	Труд. обр-ка tшт-к, мин. -отрезная -токарная -паза -ручья, торцев -окончательная	19,3 21,7 27,1	2	3,4		1		1,2		2,5		1,96	13,36 16,5	2,77	28,2
	Итого tшт-к, мин.	77,2										62,79
3	Класс точности станка	н	н	н			н		н		н	н	н	н	п
4	Габариты станка дл.´шир.[м´м]	3´ 12	1,9 ´1	4´2			3,5 ´2		4´ 1,5		2,8´1,1	3,6´ 2,3	3,4´ 1,7	6,4´ 2,1	3,4´ 1,7
5	Площадь под станок   S, м2	3,6	1,9	8			7		6		3	8,3	5,8	13,5	5,8
6	Площадь под уст. с ЧПУ S, м2												1,23		1,23
7	Установленная мощность всех эл.дв. Nд, кВт	11	7,5		5,5		10		10		12	5,5	30	18,5	10
8	Ед. сложности рем. станка -мех. части -эл. части	11 8,5	9 3,5		24 16		8,5 10		8,5 10		11 8,5	6 2	14 24	9 6,5	14 24
9	Срок службы станка до кап. ремонта, лет	8	6		7		7		7		8	8	6	9	6
10	Оптовая цена станка, млн. руб.	7,9	10		30		28		25		13	14,6	9,8	28,3	11

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=aS^m_i=1Sⁿ_d=1Ц_{об id}*C_{o id}*К_з.о.id , где

a - коэффициент, учитывающий затраты по доставке и монтажу оборудования(для металлорежущих станков a=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=S^m_i=1Sⁿ_d=1Ц_пл*S_id*cid*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;

c_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=S^m_i=1Sⁿ_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.

SК^Б_пр=2,18млн.руб; SК^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*S^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*S^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+j_р/100)S^m_i=1Sⁿ_d=1Ц_пр.id*П_id , где

Т_пр – срок службы приспособлений, год;

j_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/h_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.;

h_н – коэффициент полезного действия электродвигателей

(h_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)*m_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;

m_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.

Вар-    иант	Wмрем [руб.]	Кмех	Wэрем [руб.]	Кэ	mт	Кзо	Вид обработки
Б А З О В Ы Й	30,8	11	7,3	8,5	1,0	0,68	отрезка
	33,2	9	7,9	3,5	1,0	0,07	отверстия и  торца
	28,8	24	6,9	16	1,0	0,12	паза
	40,9	8,5	9,7	10	1,0	0,035; 0,042	окончательная
	33,2	11	7,9	8,5	1,0	0,09	окончательная
Н О В Ы Й	30,8	6	7,3	2	1,0	0,07	отрезка
	33,2	14	7,9	24	1,0	1,02	отверстия и торца
	28,8	9	6,9	6,5	1,0	0,1	паза
	33,2	14	7,9	24	1,2	1,0	окончательная

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.

Наименование показателей	Единица измерения	Базовый техпроцесс	Проектируемый техпроцесс
Годовой выпуск деталей Капвложения, всего, в том числе стоимость а) оборудования б) здания, занимаемого оборудования в) приспособлений г) подготовки программы	шт. млн. руб. млн. руб. млн. руб. млн. руб. млн. руб.	7095 110,78 44,1 59,3 22 0	7095 118,2 73,23 43,5 1,25ъ 0,2
Дополнительные капиталовложения	млн. руб.	-	7,5
Себестоимость годового выпуска деталей по изменяющимся статьям затрат, всего в том числе а) материал б) зарплата в) аморт. оборудования г) аморт. и ремонт приспособлений д) износ и содержание УП е) ремонт оборудования ж) техобслуживание и ремонт устройств ЧПУ з) аморт. и содержание площадей и)силовая и технологическая электроэнергия	млн. руб. млн. руб. млн. руб. млн. руб. млн. руб. млн. руб. млн. руб. млн. руб. млн. руб. млн. руб.	250,5 142,5 14,13 4,76 1,53 0 13,21 0 1,215 72,6	236,7 142,5 12,3 8,0 0,875 0,055 10,68 4,16 0,95 60,32
Себестоимость одной детали Экономия от снижения себестоимости годового выпуска деталей Годовой экономический эффект	руб. млн. руб. млн. руб.	35307 - -	33362 13,8 14,93 [3,93]

6.2.             

3. Технико-экономические показатели проектируемого участка.

А) Смета затрат на оборудование.

N	наименование оборудования	тип, модель оборуд.	габ. Д´Ш ´В	мощн. кВт	потр. кол. шт.	общ.уст.мощн. кВт	отп. цена ед. обор. млн. руб.	перв. ст. обор. млн. руб.
1	Отрезной станок	8Г642	3545 2270 1680	5,5	1	5,5	14,63	14,63
2	Фрезерно-центровальный станок	МР76М	1315 1205 1350	2,2	1	2,2	4,55	4,55
3	Токарно-винторезный станок	163	2505 1190 1500	11	1	11	7,74	7,74
4	Токарный с ЧПУ	16К20 Ф3	3360 1710 1750	10	3	30	9,8	29,4
5	Токарный с ЧПУ	16К20 Ф3С5	3360 1710 1750	10	1	10	11,025	11,025
6	Протяжной станок	7А505	6340 2090 1910	18,5	1	18,5	28,28	28,28
7	Вертикально-сверлильный станок	2Н118	870 590 2080	1,5	1	1,5	1,96	1,96
8	Зубофрезерный станок	5К324А	2500 1440 2000	7,5	1	7,5	31,36	31,36
9	Вертикально-фрезерный станок	6Р12	2305 1950 2020	7,5	1	7,5	14,2	14,2
10	Центро-шлифовальный станок	МВ119	2225 1775 1750	0,76	1	0,76	3,08	3,08
11	Шлице-шлифовальный станок	3451	2820 1513 1900	3	1	3	10,92	10,92
12	Кругло-шлифовальный станок	3М151	4605 2450 2170	10	1	10	15,68	15,68

Б) Расчет затрат на материалы, энергии, инструментов.

Затраты на основные материалы.

Затраты на основные материалы М по одному изделию равны

М=К_тз(Sⁿ₁m_м*Ц_м+S^р₁Ц_пф)-S^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=Sⁿ₁S_{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*r_вм*R_м

К_п – коэффициент, учитывающий тип производства

(для м/с – 0,85)

r_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*h_з*К_од/(h_с*h_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;

h_з – средний коэффициент загрузки оборудования по участку;

К_од – коэффициент одновременности работы оборудования

(для станков 0,6¸0,7);

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

h_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*h_з*(1+b/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%)

b - 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*h_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=S^m₁Nt/(a*F_д*М), где

S^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.

N	Наименование статей расходов	Сумма в млн.руб.
1	1.Расходы, связанные с работой оборудования энергия и вода для производственных целей а) затраты на силовую энергию б) затраты на сжатый воздух в) затраты на воду г) затраты на пар	11,4 23,7 0,045 4,113
2	Вспомогательные материалы	0,638
3	Основная зарплата: - производственных рабочих                                   - вспомогательных рабочих	13,35 1,44
4	Амортизационные отчисления(при работе в две смены) а) основное оборудование б) приспособления	8,0 0,875
5	Содержание оборудования(0,5%)	0.366
6	Текущий ремонт: а) оборудования                                б) устройств с ЧПУ                                в) приспособлений(5% от стоимости)	10,68 4,16 0,063
1	2.Общецеховые расходы дополн. зарплата производственных рабочих(18-25%)	2,67
2	дополн. зарплата вспомогательных рабочих(15-20%)	0,25
3	основная зарплата ИТР	2,0
4	содержание зданий и сооружений: а) электроэнергия для освещения б) пар для отопления в) вода на бытовые нужды	2,32 4,113 0,042
5	Амортизационные отчисления а) здания и сооружения б) техоснастка и инвентарь	1,5 0,875

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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:

N	Наименование показателей	Ед. измерения	Показатели
1 2	1.Основные данные. Годовой выпуск продукции. Состав работающих цеха, участка. Всего работающих, в том числе а) производственных рабочих б) вспомогательных рабочих в) ИТР и СКП г) МОП	шт.,млн.руб. человек человек человек человек человек	7095;355,88 12 7 2 2 1
3	Общая площадь участка	кв м	408,5
4	Количество единиц оборудования, в том числе металлорежущих станков	шт шт	15 14
5	Установленная мощность эл.привода.	кВт	107,46
6	Капитальные вложения в основные производственные фонды. Всего а) здания и сооружения б) оборудование в) инструмент и инвентарь	млн.руб. млн.руб. млн.руб. млн.руб.	117,98 43,5 73,23 1,25
1	2.технико-экономические показатели годовой выпуск продукции на а) 1 работающего б) 1 рабочего в) 1 руб. основных производ. фондов г) 1 кв. м производственной площади д) единицу оборудования	млн.руб. млн.руб. руб.руб. млн.руб. млн.руб.	29,66 39,54 3,02 0,871 23,73
2	Структура основных производ. фондов: а) здания и сооружения б) оборудование в) инструмент и инвентарь	% % %	- 36.87 62.1 1.06
3	Структура работающих. а) кол-во вспом. рабочих к производ. б) кол-во ИТР, служащих и МОП к общему кол-ву рабочих	% %	28.6 33.33
4	Трудоемкость валка	норно*час	0,983
5	Себестоимость единицы продукции	руб.	33,362

6.     Охрана труда.

Преподаватель: Панфилов А.Е.

7.1.         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 j(%),

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: j=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.

 

     

   

Аннотация 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 технолог

 

• 14:21 05 Июля 2016
  Российско-китайский медуниверситет откроет магистерскую программу по TCM
• 01:21 05 Июля 2016
  На форуме МГУ Россия и Китай обсудят научно-образовательное сотрудничество
• 11:00 04 Июля 2016
  Реморенко: "ЕГЭ-туризм" в России сходит на нет
• 10:52 04 Июля 2016
  Летняя российско-австрийская школа откроется в Москве
• 15:31 01 Июля 2016
  В СПбГУ могут воссоздать географический факультет

Заказать уникальную работу