Технологическая разработка участка изготовления корпуса 503А-8603512-02

Вид работы:

Дипломная (ВКР)
Предмет:

Другое
Язык:

Русский
,
Формат файла:
MS Word

408,32 kb
Опубликовано:

2011-09-30

Все дипломные работы по другим направлениям

Скачать дипломную работу Читать текст online Заказать дипломную
*Помощь в написании! Посмотреть все дипломные работы

Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.

Технологическая разработка участка изготовления корпуса 503А-8603512-02

Введение

Дипломное проектирование является завершающим этапом обучения студентов специальности “Технология, оборудование и автоматизация машиностроения”. В нем систематизируются и обобщаются знания полученные студентом в процессе обучения и прохождения производственных и преддипломной практик.

Тема дипломного проекта носит характер технологической разработки участка изготовления детали существующего производства, а именно корпуса 503А-8603512-02, изготавливаемого на Кобринском заводе ОАО «Гидромаш».

Целью дипломного проектирования является подтверждение знаний и умений, полученных в результате обучения в Брестском государственном техническом университете.

Дипломное проектирование по технологии машиностроения следует проводить учитывая разработку ресурсосберегающих технологий, повышение качества продукции, внедрение новых технологических и конструкторских разработок, прогрессивные методы обработки, усовершенствованный режущий и вспомогательный инструмент и так далее.

1.
Разработка технологического процесса изготовления детали

1.1 Назначение и конструкция детали

Деталь «Корпус 503А-8603512-02» входит в состав гидроцилиндра 503А - 8603510-03 позиция 1 (рисунок 1.1).

Рисунок 1.1 - Эскиз гидроцилиндра 503А-8603510-03

Гидроцилиндр 503А-8603510-03 предназначен для подъёма кузова автомобилей серии МАЗ-5551. Крепится гидроцилиндр на автомобиле с помощью цапф Б. Вместо транспортной пробки 11 завинчивается штуцер гидросистемы, через который подаётся масло в гидроцилиндр. Происходит выдвижение ступеней I-III - кузов поднимается. Опускание кузова и, соответственно, складывание гидроцилиндра происходит под действием собственного веса кузова автомобиля.

Корпус предназначен для направления движения и ограничения крайних положений второй ступени гидроцилиндра. В конструкции корпуса присутствуют приваренные цапфы, с помощью которых корпус крепится к кузову, и бонка, к которой присоединяется штуцер гидросистемы.

Рисунок 1.2 - Основные поверхности детали

Исполнительными поверхностями (поверхности, с помощью которых деталь выполняет свою функцию в узле) являются:

, 13, 14, 15 - внутренние цилиндрические поверхности - служат направляющими для движения 2 ступени цилиндра.

Основными конструкторскими базами (поверхности, точки, линии, определяющие положение данной детали в узле) являются:

, 6 - поверхности отверстий под цапфы.

Вспомогательными конструкторскими базами (поверхности, линии или точки, определяющие положение других деталей относительно данной) являются:

- отверстие в стенке корпуса - определяет положение бонки под штуцер гидросистемы;

и 10 - резьбовая и торцевая поверхности - определяют положение днища;

, 13, 14, 15 - внутренние цилиндрические поверхности - определяют положение 2 ступени цилиндра;

, 16, 17, 18 - поверхности канавок - определяют положение уплотнителей.

Остальные поверхности являются свободными.

Материал детали - конструкционная сталь 35 (среднеуглеродистая сталь). Этот материал применяется для изготовления самых разнообразных деталей во всех отраслях машиностроения. Заменители - стали 30, 40, 35Г.

Таблица 1.1 - Химический состав стали 35

С, %	Si, %	Mn, %	S	P	Cr	Ni	Cu
			не более, %
0,32…0,4	0,17…0,37	0,5…0,8	0,04	0,035	0,25	0,25	0,25

Таблица 1.2 - Механические свойства стали 35

σ_т, МПа	σ_в, МПа	δ, %	ψ, %	KCV, Дж/см²	HB, МПа
320	540	20	45	50	207

.2 Анализ технических условий изготовления детали

В ходе этого анализа необходимо установить, в какой мере состав и численные показатели технических условий, указанных на чертеже детали, соответствуют её назначению и условиям работы.

Исходя из назначения и условий работы детали наиболее важными и ответственными поверхностями являются внутренние диаметры для хождения полуколец и для установки направляющих и уплотнений.

Внутренний диаметр для хождения полуколец B127 выполняется по 10 квалитету точности с параметром шероховатости Ra1,25, внутренние диаметры для установки направляющих и уплотнений B130 и B132 выполняется по 10 квалитету точности с параметром шероховатости Ra12,5 и допуском на биение относительно диаметра для хождения полуколец B127 равным 0,08мм и 0,06мм соответственно.

.3 Анализ технологичности конструкции

Анализ технологичности проводится с целью выявления элементов конструкции, которые вызовут затруднения при изготовлении изделия (необходимость сложной заготовки, дорогостоящих методов обработки и оборудования, сложной и дорогой оснастки, больших затрат времени и т.д.).

Конструкция сборочной единицы усложнена имеющимися на ней приваренными цапфами и бонкой.

Большинство поверхностей легко доступны для режущего инструмента. В основном используется стандартный режущий инструмент, однако имеются поверхности, для обработки которых необходимо использовать специнструмент (внутренние диаметры для установки направляющих и уплотнений). Обработка возможна на станках нормальной точности. Необходимо применение специальных приспособлений, так как есть поверхности, получить которые очень сложно. Материал хорошо обрабатывается резанием, т.к. коэффициент обрабатываемости стали 35 равен 1,0. Контроль поверхностей детали не составляет большого труда, однако есть поверхности, контроль которых требуют применения специальных приспособлений. Канавки для выхода инструмента отсутствуют. Отсутствует большая разностенность и незамкнутость контуров.

Вывод: конструкция детали является средней технологичности.

.4 Определение типа производства

Исходя из таблицы ориентировочного определения типа производства по годовому объёму выпуска (N=10000шт/год) и массе (m=18,8 кг) определим, что производство деталей среднесерийное. После разработки технологического процесса механической обработки изделия, а так же основного оборудования, тип производства подлежит уточнению по коэффициенту закрепления операций.

.5 Выбор метода получения заготовки

Метод получения заготовки, ее качество и точность определяет объем механической обработки, который в свою очередь устанавливает количество рабочих ходов (операций) технологического процесса.

В базовом варианте в качестве заготовки используется горячекатаный трубный прокат повышенной точности. Этот вид заготовки подходит для принятого типа производства.

Коэффициент использования материала:

, (1.1)

где m_дет- масса готовой детали, кг;

m_заг- масса заготовки, кг. (массы заготовок определяем с помощью системы КОМПАС-3D 5.11 путем построения твердотельной модели заготовки).

Так как КИМ₁>0,6, то данная заготовка приемлема для среднесерийного типа производства.

Стоимость базовой заготовки можно определить по следующей формуле:

, (1.2)

где S_М - стоимость материала, руб;

S_ЗО - стоимость заготовительных операций, руб.

Стоимость материала S_М:

(1.3)

где S_Б - базовая стоимость проката за 1т, руб в соответствии с ценами прайса ООО «СЕКТОР» РФ;

Q - масса одной штучной заготовки с учетом потерь на концевые обрезки, толщину резцов и некратность, кг;

q - масса детали, кг;

S_ОТХ - стоимость 1т стружки, руб.

Прокат поступает на заготовительные операции длиной 2,2м (масса 84,7кг). После резки получаем 4 заготовки. Масса одной штучной заготовки с учетом потерь на концевые обрезки, толщину резцов и некратность будет 21,175кг.

Для трубного проката (труба):

В качестве альтернативной замены трубного поката можно использовать заготовки получаемые центробежным литьем, т.к. деталь имеет форму вращения. Данный вид заготовки приемлим для среднесерийного типа производства.

Коэффициент использования материала:

Стоимость альтернативной заготовки можно определить по следующей формуле:

, (1.4)

где S_i - базовая стоимость одной тонны заготовок, руб.;

к_т - коэффициент, зависящий от класса точности;

к_с - коэффициент, зависящий от группы сложности;

к_в - коэффициент, зависящий от массы;

к_м - коэффициент, зависящий от марки материала;

к_п - коэффициент, зависящий от объема производства;- масса заготовки, кг;

q - масса детали, кг;

S_отх - стоимость одной тонны отходов, руб.

Сравнивая два вышеприведенных варианта заготовки по стоимости материала и коэффициенту использования материал (S_заг1<S_заг2, КИМ₁<КИМ₂) можно сделать вывод, что более выгодным является первый вариант заготовки, т.к КИМ почти одинаков, а стоимость заготовки из трубного проката ниже чем заготовок, полученных центробежным литьем, на 12%.

.6 Анализ базового варианта технологического процесса изготовления детали

Критический анализ базового техпроцесса изготовления заданного изделия проводится с целью выявления его недостатков, что позволит разработать более эффективный техпроцесс в соответствии с новыми данными.

Таблица 1.3 - Анализ базового техпроцесса обработки детали «Корпус 503А-8603512-02»

№ оп.	Наименование и краткое содержание операции	Тип оборудования	Приспособление	Режущий инструмент	Измерительный инструмент
005	Токарная. Подрезать торец в размер с двух сторон. Точить фаски-	1К62	Патрон 7102-0072 ГОСТ 24351-80; центр вращающийся ГОСТ 8742-75 -	Резец левый 03215-02 Т15К6-	Штангенциркуль ШЦ II-250-630-0.1 ГОСТ 166-89+
010	Токарная. Обточить B144+	ЕМ473-	Центр передний ГОСТ 13214-79; центр вращающийся ГОСТ 8742-75-	Резец сборный 2109-7987 Т15К6+	Скоба B144-0.16+
015	Сверлильная. Цековать отверстия B62 с двух сторон+	2Н150	Кондуктор 9673-1640+	Зенковка торцовая 62.26 9348-996+	Контрольное приспособление+
030	Токарная. Зенкеровать отверстие насквозь, зенкеровать ступенчатое отверстие	1М63НФ101	Приспособление 9075-3875	Зенкер 9346-735; зенкер двухступенчатый 9346-788 Т14К8	Нутромер НИ 100-160 ГОСТ 868-82; штангенциркуль ШЦ I-125-0.1 ГОСТ 166-89; контрольное приспособление 9801-3639
035	Токарная. Раскатать отверстие B127	1М63НФ101-	Приспособление 9675-3875+-	Раскатка 1412-4032; ролик 1181-0014+	Нутромер НИ 100-160; профилометр «Тэмисэор-4»+
040	Сверлильная. Сверлить отв., снять фаску, нарезать резьбу.	2Н135	Кондуктор 9671-10715	Сверло B22.75 ГОСТ 10903-77; развертка коническая 2973-0036; зенковка ГОСТ 14953-80; метчик КГ3/4"	Пробка резьбовая КГ3/4" 8258-4006, 8259-4006; штангенциркуль ШЦ I-125-0.1 ГОСТ 166-89; пробка конусная 05544-6
045	Токарная. Проточить поверхность B142, нарезать резьбу-	1К62-	Патрон ГОСТ 24351-80; центр грибковый 9460-130-I+	Резец сборный Т15К6; резец резьбовой сборный ТV02-035-884-82 Т15К6+	Кольцо резьбовое М140×1.5-6g 8212-0293, 8212-1293; скоба B139.968 - B139.732; скоба B1879.65-0.12; скоба B142-016+
055	Токарная. Расточить 4 канавки	1К62	Оправка цанговая 9677-1245	Резец фасонный круглый 9320-890	Штангенциркуль ШЦ I-125-0.1 ГОСТ 166-89; шаблон на размер 18+0.14; пластина на размер 2.6+0.25; приспособление для замера B133+1.0, B131+1.0, B137+1.0, B132+0.26; контрольное приспособление 9661-623653

В базовом техпроцессе каждый метод обработки резанием соответствует требуемой форме, качеству, точности и положению получаемой поверхности.

Состав методов обработки каждой поверхности соответствует требуемому коэффициенту уточнения параметров точности заготовки до уровня точности детали.

Производительность методов обработки в целом соответствует крупносерийному производству. На каждой из операций задействовано не более одного станка, что свидетельствует о том, что принятые в техпроцессе методы достаточно производительны, о рациональном выборе оборудования и режимов резания.

Во всех случаях при выдерживании диаметральных размеров соблюдается принцип единства баз. При выдерживании некоторых линейных размеров принцип единства баз не соблюдается. Это объясняется тем, что большинство линейных размеров получаются по настройке инструментов.

В качестве черновых технологических баз на первых операциях используется торец трубы и наружная цилиндрическая поверхность. Такой комплект технологических баз позволяет подготовить чистовые базы для последующей механической обработки.

Технологический маршрут базового техпроцесса в целом соответствует принципу постепенного формирования точности отдельных поверхностей и их взаимного расположения, а также соответствует хронологическому порядку подготовки технологических баз и принципу первоочередного выполнения переходов, на которых снимаются наибольшие припуски и напуски.

Стоимость, технические характеристики оборудования соответствуют габаритам и сложности заготовки, требуемой точности обработки, типу производства, кроме применяемых на операциях 010, 055 токарно-винторезных станков и на операции 040, вертикально-сверлильного станка, не свойственных среднесерийному типу производства.

Станочные приспособления соответствуют данному типу производства. В базовом техпроцессе в основном применяются неразборные специальные и специализированные наладочные приспособления.

Конструкция режущих и вспомогательных инструментов в целом соответствует массовому типу производства. В базовом техпроцессе в основном применяется специальный инструмент, а также многоинструментальные наладки, что даёт возможность сократить набор формообразующих движений и за один рабочий ход обработать максимальное количество поверхностей. Благодаря применению специального вспомогательного инструмента сокращается время на смену и подналадку режущего инструмента.

Средства контроля также соответствуют типу производства. В базовом техпроцессе применяются специальные средства контроля, что позволяет сократить время контроля. Точность контрольных приспособлений соответствует точности контролируемых размеров.

Возможные пути улучшения базового техпроцесса:

вместо токарной операции 005 ввести центровально-подрезную операцию, которая позволяет сократить количество установов;

объединить токарные операции 030(зенкерование насквозь), 035 и 045 в одну токарную с ЧПУ;

объединить токарные операции 030(зенкерование ступенчатой части отверстия) и 055 в одну токарную с ЧПУ;

заменить вертикально-сверлильный станок 2Н135 на операции 055 на сверлильный с ЧПУ 2Р135Ф2.

.7 Выбор методов обработки

Выбор и обоснование методов обработки проведем для наиболее ответственных поверхностей. Обоснование выбора методов обработки будем производить на основе требуемых величин уточнения К_у, рассчитанных по допускам линейных размеров соответствующих поверхностей.

При выборе методов обработки будем пользоваться справочными таблицами экономической точности обработки, в которых содержатся сведения о технических возможностях различных методов обработки.

Выберем методы для обработки наружной цилиндрической поверхности B144^+0.16 (IT10):

черновое точение (IT12);

чистовое точение (IT10).

Требуемый коэффициент уточнения:

, (1.5)

где К_у - требуемая величина уточнения;

d_заг - допуск размера, формы или расположения поверхностей заготовки;

d_дет - допуск размера, формы или расположения поверхностей детали.

Расчетная величина уточнения по выбранному маршруту обработки:

, (1.6)

где К₁, К₂…К_n - величины уточнения по каждому переходу или операции при обработке рассматриваемой поверхности. Точность на черновом переходе обработки сталей обычно повышается на 1…3 квалитета размерной точности. Точность на каждом чистовом и отделочном переходе при обработке сталей повышается на 1…2 квалитета точности. Единая система допусков и посадок ЕСДП построена так, что для одного интервала номинальных размеров допуски в соседних квалитетах отличаются в 1,6 раз. Поэтому расчетные величины уточнений для сталей будут равны:

К = 1,6…1,6³ = 1,6…4,1 - для черновой обработке;

К = 1,6…1,6² = 1,6…2,56 - для чистовой обработки.

Так как соблюдается условие К_{у.
расч.} ≥ К_у значит, требуемая точность будет обеспечиваться выбранными методами обработки.

Выбранные методы сведем в таблицу 1.4.

Таблица 1.4 - Выбор методов обработки

Поверхности	Квалитет	Ra, мм	Тип обработки
1	2	3	4
Поверхность B144_-0.16	10	20	1. Черновое точение 2. Чистовое точение
Отверстие B127^+0.16	10	1,25	1. Зенкерование 2. Раскатка
Отверстие B130^+0.16	10	5	Зенкерование
Отверстие B132^+0.16	10	5	Зенкерование
Отверстие с резьбой КГ3/4”	6	10	1. Сверление 2. Развертывание 3. Нарезание резьбы метчиком
Поверхность М140×1.5-6g	6	10	1. Точение черновое 2. Точение чистовое 3. Нарезание резьбы резцом
Канавки B137^+0.53; B133^+1.0; B131^+1.0; B132^+0.26	11 14 11	10	Растачивание

.8 Выбор технологических баз

Выбор баз для механической обработки производим с учётом достижения требуемой точности взаимного расположения поверхностей детали, по линейным и угловым размерам, обеспечения доступа инструментов к обрабатываемым поверхностям.

Сначала производим выбор чистовых баз.

. При зенковании двух поверхностей под цапфы требуется выдержать линейные размеры, при этом используется следующий комплект чистовых баз (рисунок 1.3): точки 1,2,3,4 располагаются на центральной оси детали, точка 5 располагаются на левом торце детали, при этом соблюдается принцип единства баз для получаемых линейных размеров. Эту схему базирования можно осуществить устанавливая заготовку в равномерно-сходящиеся призмы по наружной цилиндрической поверхности и левому торцу, используя специальное приспособление.

Рисунок 1.3 - Схема базирования при зенковании поверхностей под цапфы

. При зенкеровании, раскатке сквозного отверстия и при точении цилиндрической поверхности под резьбу и нарезании резьбы базирование осуществляется по левому торцу детали (точка 5) с помощью упора и по наружному цилиндру (точки 1,2,3,4) с помощью патрона. Такая схема базирования позволяет совместить измерительную и технологическую базы для диаметральных размеров, выдерживаемых на данной операции. Для продольных размеров, получаемых на данной операции, принцип единства баз не соблюдается.

Рисунок 1.4 - При зенкеровании, раскатке сквозного отверстия и при точении цилиндрической поверхности под резьбу и нарезании резьбы М140

. При зенкеровании внутреннего ступенчатого отверстия и растачивании канавок базирование осуществляется по правому торцу детали (точка 5) с помощью откидного упора и по внутреннему сквозному отверстию (точки 1,2,3,4) и поддерживается люнетом (точка 6). Такая схема базирования позволяет совместить измерительную и технологическую базы всех размеров, выдерживаемых на данной операции. Осуществить эту схему базирования можно с помощью специального токарного приспособления.

Рисунок 1.5 - Схема базирования при зенкеровании, раскатке внутреннего ступенчатого отверстия и растачивании канавок

. При обработке отверстий КГ3/4" базирование осуществляется по левому торцу детали (точка 5) с помощью упора и по наружному цилиндру (точки 1,2,3,4) с помощью нижней призмы и прижима. Такая схема базирования позволяет совместить измерительную и технологическую базы для линейных размеров, выдерживаемых на данной операции. Осуществить эту схему базирования можно с помощью специального сверлильного приспособления, которое будет спроектировано в конструкторской части проекта.

Рисунок 1.6 - Схема базирования при обработке отверстий КГ3/4"

Произведем выбор черновых баз.

Схемы базирования будут выглядеть следующим образом (рисунок 1.7). Такая схема базирования может быть реализована при помощи приспособления на основе равномерно сходящихся призм и откидного упора при центровании и трехкулачкового токарного патрона закрепляющего деталь по внутреннему отверстию при обтачивании по наружной поверхности. Такая схема базирования позволяет совместить измерительную и технологическую базы для выдерживаемых радиальных и продольных размеров.

Рисунок 1.7 - Схема базирования при обработке торцев и наружного цилиндра детали

1.9 Разработка технологического маршрута обработки детали

Запишем технологические переходы обработки детали в хронологическом порядке учитывая следующие требования:

каждый последующий переход должен уменьшить погрешность обрабатываемой поверхности и улучшить ее качество;

в первую очередь должны обрабатываться те поверхности, которые будут использоваться в качестве технологических баз на последующих переходах;

не рекомендуется совмещение черновой и чистовой обработки немерным инструментом на одном и том же станке;

обработка легкоповреждаемых поверхностей должна выполнятся в конце техпроцесса.

Составим порядок переходов обработки детали «Корпус 503А-8603512-02»:

. Подрезка торцев, центровка с одновременной обработкой короткого участка внутренней цилиндрической поверхности;

. Черновое точение наружной цилиндрической поверхности заготовки;

. Чистовое точение наружной цилиндрической поверхности заготовки;

. Цекование верхнего отверстия под цапфу;

. Цекование нижнего отверстия под цапфу;

. Сварка

. Зенкерование внутренней цилиндрической поверхности насквозь;

. Раскатка внутреннюю цилиндрическую поверхность после зенкерования насквозь;

. Нарезание резьбы М140х1,5;

. Зенкерование ступенчатого отверстия;

. Растачивание одной канавки;

. Растачивание второй канавки;

. Растачивание третьей канавки;

. Растачивание четвертой канавки;

. Растачивание фаски;

. Сверление отверстия под КГ3/4";

. Развертывание отверстия под КГ3/4";

. Цекование фаски;

. Нарезание резьбы КГ3/4";

Предварительно выберем оборудование:

для подрезки торцев и центровки выбираем центровально-подрезной;

для точения заготовки по наружной цилиндрической поверхности выбираем токарно-винторезный станок;

для зенкерования насквозь, раскатки внутреннего отверстия и нарезания резьбы выбираем токарный станок с ЧПУ;

для зенкерования ступенчатого отверстия, растачивания канавок выбираем токарный станок с ЧПУ;

для обработки отверстия КГ3/4" - вертикально-сверлильный станок с ЧПУ;

По общим признакам (одинаковое оборудование, схемы базирования, режущий инструмент и др.) объединим переходы в операции. Выделим следующие операции:

. Операция 005 - центровально-подрезная (переходы 1).

. Операция 010 - токарная с ЧПУ (переход 2-3).

. Операция 015 - вертикально-сверлильная (переход 4-5).

. Операция 020 - сварка (переход 6).

. Операция 025 - токарная с ЧПУ (переход 7-9).

. Операция 030 - токарная с ЧПУ (переход 10-15).

. Операция 035 - сверлильная с ЧПУ (переход 16-19).

. Операция 040 - слесарная.

. Операция 045 - контрольная.

1.10 Разработка технологических операций

На этом этапе окончательно определяется состав и порядок выполнения переходов в пределах каждой технологической операции, производится выбор моделей оборудования, станочных приспособлений, режущих и измерительных инструментов.

Состав вертикально-сверлильной операции 015:

1. Установить и закрепить деталь в кондукторе.

2. Зенковать одну поверхность под цапфу.

. Переустановить деталь.

. Зенковать вторую поверхность под цапфу.

. Снять деталь.

Произведем выбор приспособлений, режущего и измерительного инструмента, СОЖ для вертикально-сверлильной операции 015, на которой производится обработка отверстия под установку цапф.

Для установки и закрепления детали на данной операции используется специальное сверлильное приспособление - кондуктор.

Зенкование осуществляется зенковкой 9348-446, материал режущей части - быстрорежущая сталь Р6М5.

В качестве СОЖ используется Эмульсол ЭМ-1, в основном применяющийся при лезвийной обработке сталей.

Выберем измерительный инструмент. После зенкования отверстие контролируется штангенглубиномером ШГ-160 ГОСТ 162-90.

В качестве станочного оборудования выбираем вертикально-сверлильный станок 2Н150.

Состав сверлильной операции с ЧПУ 030:

1. Установить и закрепить деталь в кондукторе.

2. Сверлить отверстие КГ3/4".

. Развернуть отверстие КГ3/4".

. Зенковать фаску в отверстии КГ3/4".

. Нарезать резьбу КГ3/4".

. Снять деталь.

. Контролировать размеры.

Произведем выбор приспособлений, режущего и измерительного инструмента, СОЖ для сверлильной операции с ЧПУ 030, на которой производится обработка отверстия КГ3/4".

Для установки и закрепления детали на данной операции используется специальное сверлильное приспособление - кондуктор, которое будет спроектировано в конструкторской части проекта.

Сверление осуществляется сверлом 2301-0077 Ø22,75 ГОСТ 10903-77, материал режущей части - быстрорежущая сталь Р6М5. Развертывание осуществляется разверткой конической 2373-0036, материал режущей части - быстрорежущая сталь Р6М5. Зенкование осуществляется зенковкой 2353-0136 ГОСТ 14953-80, материал режущей части - быстрорежущая сталь Р6М5. Нарезание резьбы осуществляется метчиком КГ3/4" 2680-4055.

В качестве СОЖ используется Эмульсол ЭМ-1, в основном применяющийся при лезвийной обработке сталей.

Выберем измерительный инструмент. После развертывания отверстие контролируется пробкой конусной 05544-6, после резьбонарезания - пробкой резьбовой КГ3/4" 8258-4006; 8259-4006.

В качестве станочного оборудования выбираем сверлильный станок с ЧПУ 2Р135Ф2.

Разработку остальных технологических операций производим аналогично и результаты сводим в операционные карты (см. приложение).

Все применяемое оборудование и его характеристики сведем в таблицу 1.5.

Таблица 1.5 - Ведомость станочного оборудования

Наименование станка	Модель станка	Габаритные размеры	Категория ремонтной сложности
1	2	3	4
Центровально-подрезной	2А911	2790×2300×1670	26
Токарный станок с ЧПУ	16К20Ф3С32	3360×1710×1750	35
Вертикально-сверлильный станок	2Н150	1355×890×2930	11
Вертикально-сверлильный станок с ЧПУ	2Р135Ф2	2680×3320×3190	36

.11 Расчет припусков на механическую обработку двух поверхностей аналитическим методом

Исходные данные: заготовка - прокат труба B148×12 из стали 35, масса заготовки 20,6 кг.

Деталь базируется в приспособлении по торцу и наружной поверхности.

Пользуясь рабочим чертежом детали, выберем технологический маршрут обработки отверстия B127Н10 и определим R_z и h для заготовки по переходам:

-й переход - однократное зенкерование, квалитет 12, R_z = 20 мкм, h = 4 мкм;

- й переход - раскатка, квалитет 10, R_z = 5 мкм, h = 5 мкм.

Пространственное отклонение формы поверхности заготовки ρ_з:

= , (1.7)

где ρ_к - отклонение, учитывающее коробление заготовки, мкм;

ρ_экс - отклонение, учитывающее несоосность отверстия по отношению к наружному контуру заготовки, мкм.

ρ_к = Δ_кl, lL/2, (1.8)

где Δ_к - удельная кривизна заготовки, мкм/мм;

l - длина обрабатываемой поверхности, мм.

Δ_к = 2,5 мкм/мм; ρ_к = 0,0025266,5 = 665 мкм; ρ_экс = 500 мкм.

ρ_з = = 832 мкм.

Остаточное пространственное отклонение по переходам определяем по формуле:

ρ_ост = ρ_зк_у, (1.9)

где к_у - коэффициент уточнения формы.

После зенкерования ρ₁ = 0,04ρ_з = 0,04832 = 33,28 мкм;

После раскатки ρ₂ = 0,03ρ_з = 0,03832 = 24,96 мкм.

Погрешность установки детали на выполняемом переходе ε_у определим по формуле:

ε_у = , (1.10)

где ε_б - погрешность базирования.

В нашем случае ε_б = 0, так как имеет место совмещение технологической и измерительной баз.

Погрешность закрепления корпуса в приспособлении ε_з = 200 мкм.

Расчёт минимальных значений межоперационных припусков производим по формуле:

z_min = 2 (R_z_i_-1 + h_i_-1 + ) (1.11)

Тогда минимальный припуск по переходам будет следующим:

-й переход: 2

z₁_min = 2 (200 + 300 +) = 21356мкм.

-й переход: 2

z₂_min = 2 (20 + 4 + ) = 257мкм.

Вычислим расчётный размер:

-й переход (раскатка): D_p₂ = 127,16 - 0,114 = 127,046 мм;

-й переход (зенкеровка): D_p_з = 127,046 - 2,712 = 124,334 мм.

Допуски на размер назначаем и заносим в таблицу 1.5.

Рассчитаем минимальные диаметры отверстий:

-й переход: D₂_min = 127,16 - 0,16 = 127 мм;

-й переход: D₁_min = 127 - 0,4 = 126,6 мм;

Заготовка: D_з_min = 124,3 - 2,2 = 122,1 мм.

Минимальные значения припусков z_min^пр находим как разность наибольших предельных размеров выполняемого и предшествующего переходов, а максимальные значения z_max^пр как разность наименьших предельных размеров:

-й переход: = 127,16 - 127 = 0,16 мм;

= 127 - 126,6 = 0,4 мм;

-й переход: = 127 - 124,3 = 2,7 мм;

= 126,6 - 122,1 = 4,5 мм.

Предельные значения общих припусков , определим, суммируя промежуточные припуски:

= 110 + 2750 = 2860 мкм = 2,86 мм;

= 110 + 4790 = 4900 мкм = 4,9 мм.

Таблица 1.6 - Аналитический расчёт припусков

Технологические переходы обработки отверстия B127Н10	Элементы припуска, мкм				Расчётный припуск 2zmin, мкм	Расчётный размер Dp, мм	Допуск на размер δ, мм	Предельный размер, мм		Предельные значения припусков, мм
	Rz	h	ρ	ε				Dmin	Dmax
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Заготовка	200	300	832	-	-	124,334	2200	122,1	124,3	-	-
1-й переход	20	4	33,28	0	21332127,046400126,6127,052,754,79
2-й переход	5	5	24,96	0	257127,16160127127,160,110,11
Общий припуск 2,864,9

Общий номинальный припуск вычисляется по формуле:

= + В_з + В_д, (1.12)

где В_з и В_д - соответственно верхнее отклонение допуска заготовки и детали.

= 2,86 + 1,1 - 0,16 = 3,8 мм.

Следовательно, номинальный диаметр отверстия заготовки будет равен:

D_зном = D_ном - (1.13)

D_зном = 127 - 3,8 = 123,2 мм

Производим проверку правильности выполнения расчётов по формуле:

- = - , (1.14)

- = - , (1.15)

Получаем:

-й переход: 110 - 110 = 160 - 160 0 = 0;

-й переход: 4500 - 2700 = 2200 - 160 1800 = 1800.

Общий припуск: 4900 - 2860 = 2200 - 160 2040 = 2040.

Значит расчёты межоперационных припусков произведены правильно. Все расчёты сведены в таблицу 1.6.

На основании данных таблицы строим схему графического расположения припусков и допусков на обработку отверстия B127Н10.

Рисунок 1.8 - Расположение полей припусков и допусков на отверстие B127Н10

Рассчитаем припуски и межоперационные размеры для переходов на обработку поверхности B144h10(_-0.16) корпуса.

Обработка корпуса в центрах.

Составим технологический маршрут получения поверхности B144h10 с указанием R_z и h по переходам:

-й переход - чистовое обтачивание, квалитет 10, R_z = 32 мкм, h = 30 мкм;

-й переход - черновое обтачивание, квалитет 12, R_z = 50 мкм, h = 50 мкм;

Заготовка - R_z = 200 мкм, h = 300 мкм.

Значение пространственных отклонений формы для заготовки данного вида ρ_зопределяем по формуле:

= , (1.16)

где ρ_к - коробление (кривизна) заготовки.

ρ_к = Δ_кl, lL/2, (1.17)

где Δ_к - удельная кривизна заготовки, мкм/мм;

l - длина обрабатываемой поверхности, мм.

Δ_к = 1 мкм/мм; ρ_к = 0,001266,5 = 266,5 мкм

ρ_ц - погрешность центрирования, определяем по формуле:

, (1.18)

где d - допуск на наружный базирующий диаметр при центрировании, d=2,2мм.

мм;

ρ_з = = 1161 мкм.

Погрешность установки детали на выполняемом переходе ε_у равна нулю (базирование по центровым отверстиям).

Расчёт минимальных значений межоперационных припусков производим по формуле:

z_min = 2(R_z_i_-1 + h_i_-1 +), ()

-й переход: 2z_min₁ =2(200 + 300 +1161)= 21661 мкм;

-й переход: 2z_min₂ =2(50 + 50 +58)= 2158 мкм.

Результаты сведём в таблицу 1.7.

Расчётный размер диаметра корпуса d_р вычислим, начиная с конечного минимального чертёжного размера путем добавления припуска.

-й переход: d₂ = 142,84мм.

-й переход: d₁= 143,84 + 20,158 = 144,156 мм.

Заготовка: d_загот = 144,156 + 21,661 = 147,478 мм.

Назначаем допуски на переходы и заготовку.

Предельный размер d_min определяем, округляя d_р до большего значения в пределах допуска на данном переходе, а d_max определяем прибавлением к d_min допусков соответствующих переходов:

-й переход: d_min₂ = 143,84 мм; d_max₂ = 143,84 + 0,16 = 144 мм

-й переход: d_min₁ = 144,16 мм; d_max₁ = 144,16 + 0,4 = 144,56 мм.

Заготовка: d_min_заг = 147,5 мм; d_max_заг = 147,5 + 2,2 = 149,7 мм.

Максимальные значения припусков находим как разность наибольших предельных размеров выполняемого и предшествующего переходов, а минимальные значения - как разность наименьших предельных размеров выполняемого и предшествующего переходов:

-й переход: = 149,7 - 144,56 = 5,14 мм;

= 147,5 - 144,17 = 3,34 мм;

-й переход: = 144,56 - 144 = 0,56 мм;

= 144,16 - 143,84 = 0,32 мм;

Общий минимальный припуск находим как сумму минимальных промежуточных припусков, а общий максимальный припуск - как сумму максимальных припусков:

= 3,34 + 0,32 = 3,66 мм;

= 5,14 + 0,56 = 5,7 мм.

Общий номинальный припуск 2 вычисляется по формуле:

= 2 + Н_з + Н_д, (1.17)

где Н_з и Н_д - соответственно нижнее отклонение допуска заготовки и готовой детали: Н_з = 1100 мкм, Н_д = 160 мкм

= 3660 + 1100 - 160 = 4600 мкм = 4,6 мм.

Зная значение , находим номинальный диаметр заготовки:

d_ном = d_d_ном + 2 (1.18)

d_ном = 144 + 3,5 = 147,5 мм.

Производим проверку правильности выполнения расчётов по формуле:

- = - ;

Для рассматриваемого случая имеем:

-й переход: 4600 - 2560 = 2200 - 160 840 = 840.

Общий припуск: 4600 - 2560 = 2200 - 160 840 = 840.

Следовательно расчёты межоперационных припусков произведены правильно. Все расчёты сведены в таблицу 1.7.

Таблица 1.7 - Аналитический расчёт припусков

Технологические переходы обработки отверстия B144h10	Элементы припуска, мкм				Расчётный припуск 2zmin, мкм	Расчётный размер dp,мм	Допуск на размер δ,мм	Предельный размер, мм		Предельные значения припусков, мм
	Rz	h	ρ	ε				dmin	dmax
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Заготовка	200	300	1161	0	-	147,478	2200	147,5	149,7	-	-
1-й переход (черновое обтачивание)	50	50	58	0	21661144,156400144,16144,563,345,14
2-й переход (чистовое обтачивание)	32	30	50	0	2158143,84160143,841440,320,56
Общий припуск 3,665,7

На основании данных таблицы строим схему графического расположения припусков и допусков на обработку B144h10.

Рисунок 1.9 - Расположение полей припусков и допусков на поверхность B144h10

.12 Расчёт режимов резания

Расчёт режимов резания на два перехода производится по эмпирическим формулам согласно [2]:

Режимы резания при чистовой проточке поверхности B144_-0.16:

Глубина резания будет составлять t = 0,5 мм.

Подачу выбираем из таблиц согласно [2]: S = 0,5мм/об.

Материал режущей части - твердый сплав Т15К6.

Скорость резания находим по формуле:

v = , (1.19)

де Т - период стойкости инструмента, Т = 60 мин;

С_v = 340, х = 0,15, у = 0,45, m = 0,2 - коэффициенты и показатели степени по [2];

К_v = К_м_v К_uv К_пи, (1.20)

где К_uv = 1,0, К_пи = 0,9 - коэффициенты согласно [2],

К_м_v = К_r (1.21)

К_м_v = 1 = 1,39,

К_v = 1,39 1 0,9 = 1,25,

отсюда

Определим частоту вращения по формуле:

n = , (1.22)

Получаем: n = = 579 мин^-1.

Согласно характеристикам выбранного оборудования принимаем частоту вращения шпинделя:

n_ф = 630 мин^-1, тогда v_ф = м/мин.

Определим силу резания по формуле:

, (1.23)

где С_р = 300, х = 1,0, у = 0,75, n = -0,15 - показатели степени согласно таблиц [2]:

, (1.24)

где = 1,0, = 1,0, = 1,0, = 1,0 - коэффициенты согласно таблицам [2];

К_мр = , (1.25)

где n = 0,75 - показатель степени.

К_мр = = 0,78,

= 0,78

Отсюда = 378 Н = 0,38 кН.

Определим мощность резания по формуле:

, (1.26)

где N - мощность резания.

= 1,76 кВт.

Определим основное время по формуле:

, (1.27)

где L = 539 мм - длина рабочего хода,

S_M - минутная подача.

, (1.28)

Отсюда S_M = 0,6630 = 378 мм/мин;

Тогда = 1,4 мин.

Определим режимы резания при сверлении отверстия B

Глубина резания при сверлении равна половине диаметра:

T = 0,5D (1.29)

T = 0,527,75 = 11,4 мм.

Подачу выбираем максимально допустимую S = 0,43 мм/об.

Материал режущей части - быстрорежущая сталь Р6М5.

Скорость резания при сверлении определяем по формуле:

v = , (1.30)

где С_v - поправочный коэффициент;

D - диаметр обработки, мм;

Т - период стойкости инструмента, мин;

S - подача, мм/об;

q, m, y - показатели степени из таблиц [2];

К_v - коэффициент обрабатываемости

К_v = К_м_vК_uvК_lv, (1.31)

где К_и_v = 1,0 - коэффициент, учитывающий инструментальный материал;

К_lv = 1,0 - коэффициент, учитывающий глубину резания;

К_м_v - коэффициент, характеризирующий обрабатываемый материал;

К_м_v = К_r, (1.32)

где К_r - коэффициент, характеризирующий группу стали по обрабатываемости;

n_v - показатель степени.

Коэффициенты определены по таблицам 1-24 стр. 261-276 согласно [2]:

С_v = 9,8, q = 0,4, у = 0,5, m = 0,2, отсюда

К_м_v = 1 = 1,34, тогда

К_v = 1,3411 = 1,34, отсюда

v = = 30,6 м/мин.

Определим частоту вращения по формуле:

n = , (1.33)

Получаем: n = = 429 мин^-1.

Согласно характеристикам выбранного оборудования принимаем частоту вращения шпинделя:

n_ф = 430 мин^-1, тогда v_ф = = 30,7 м/мин.

Определим крутящий момент и осевую силу:

, (1.34)

, (1.35)

где C_м = 0,0345, С_р = 68, q = 2,0, у = 0,8 - поправочные коэффициенты согласно таблиц [2]:

К_мр = , (1.36)

где n = 0,75 - показатель степени.

К_мр = = 0,78,

= 0,78

Отсюда = 69,64 Нм;

= 6636,6 Н.

Определим мощность резания по формуле:

, (1.37)

где N_с - мощность резания.

= 3,07 кВт.

Определим величину рабочего хода L по формуле:

L = l + l₁ + l₂, (1.38)

где L = 15 мм - длина обработки;

l₁ = l₂ = 5,5 мм - длина врезания и перебега, отсюда:

L = 15 + 5,5 + 5,5 = 26 мм.

Определим основное время по формуле:

, (1.39)

= 0,14 мин.

На остальные операции по обработке поверхностей режимы резания назначаем по таблицам 1-37, приведенным на стр. 261-283 в [2] и [3].

Таблица 1.8 - Режимы резания при обработке «Корпус 503А-8603512-02».

№ оп.	Наименование операции или перехода	t, мм	lp.x., мм	T, мин	S, мм/об	n1, мин-1	v, м/мин	S, мм/ мин	Np, кВт	To, мин
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
005	Подрезать торцы в размер 533 и точить 2 фаски 2×30˚	54	60	0,34	250	114,6	85	-	0,6
010	Обточить начерно B145	1,5	539	60	1,3	320	144	416	-	1,3
	Обточить начисто B144	0,5	539	60	0,6	630	285	378	1,76	1,4
015	Цековать отв. B62 с одной стороны	13,5	10	70	0,4	90	17,5	36	-	0,28
	Цековать отв. B62 с другой стороны	13,5	10	70	0,4	90	17,5	36	-	0,28
025	Зенкеровать отверстие B127	2,5	537	60	0,9	90	35,9	36	-	6,6
	Раскатать отверстие B127	0,02	536	120	1,72	315	125,6	541,8	-	0,99
	Точить поверхность под резьбу 139.85	2,08	30	60	0,21	400	180,9	84	-	0,36
	Точить фаску	4,43	6	60	0,21	400	1,7	84	-	0,07
	Нарезать резьбу М140	0,75	28	60	1,5	400	175,8	600	-	0,1
030	Зенкеровать ступенчатое отверстие B130, B132	1,5	48	60	0,9	40	16,3	36	-	1,33
		1	26	60	0.9	40	16,6	36	-
	Расточить канавку B137	2,6	2,5	60	0,11	160	68,8	17,6	-	0,14
	Расточить канавку B133	3	2,5	60	0,11	160	66,8	17,6	-	0,14
	Расточить канавку B131	3	2,5	60	0,11	160	65,8	17,6	-	0,14
	Расточить канавку B132	5	2,5	60	0,11	160	66,3	17,6	-	0,14
	Расточить фаску 1×45˚	1	2	60	0,3	160	66,3	48	-	0,04
035	Сверлить отверстие B22,75	11,4	26	50	0,43	430	30,7	184,9	3,07	0,14
	Развернуть отверстие под резьбу	0,69	20	50	1,12	90	6,7	18	-	0,2
	Зенковать фаску 2×45˚	2	3	50	0,3	180	13,4	54	-	0,06
	Нарезать резьбу КГ3/4”	0,52	14	50	1,814	180	13,4	326,5	-	0,1

.13 Определение норм времени технологических операций

Нормирование операций производим согласно [4]:

Расчёт штучного времени для центровально-подрезной операции 005. Основное время Т_о составляет 0,6 мин., производство среднесерийное. Рассчитываем норму штучно-калькуляционного времени по формуле:

, (1.40)

где Т_шт - штучное время, определяется по формуле:

, (1.41)

где Т_п-з- подготовительно-заключительное время, мин;

n - количество деталей в настроечной партии, шт;

Т_о - основное время, мин;

Т_в - вспомогательное время, мин;

Т_об - время на обслуживание рабочего места, мин;

Т_отд - время перерывов на отдых и личные надобности, мин.

Вспомогательное время определяем по формуле:

, (1.42)

где Т_у.с.- время на установку и снятие детали, мин;

Т_уп - время на приёмы управления, мин;

Т_из - время на измерение детали, мин.

По таблицам [4]:

Т_у.с = 0,13 мин - при установке детали массой до 20кг в призмах,

Т_уп = 0,06 мин - при включении/выключении станка рычагом 0,04мин, при подведении/отведении инструмента 0,02мин.

Т_из = 0,12 мин - при измерении штангенциркулем.

Отсюда:

мин.

Время на обслуживание рабочего места и отдых составляет 7% (при длине стола до 750мм) от оперативного времени:

Т_об + Т_отд = 0,07∙Т_оп (1.43)

Т_об + Т_отд = 0,07∙0,91 = 0,03 мин.

Тогда штучное время равно:

Т_шт = 0,6 + 0,31 + 0,03 = 0,94 мин.

Подготовительно-заключительное время состоит из времени на наладку станка, инструмента; при обработке в специальном приспособлении - 14 мин, установка инструмента - 2 мин, установка упора - 2 мин, получение инструмента до работы и сдача его по окончании смены - 7 мин.

Т_п-з= 14 + 2 + 2 + 7 = 25 мин.

Тогда штучно-калькуляционное время:

мин.

Результаты расчётов по остальным операциям, произведенные аналогично вышеприведенным, занесём в таблицу 1.9.

Таблица 1.9 - Нормирование операций технологического процесса обработки детали «Корпус 503А-8603512-02»

№ оп.	Наименование операции	То, мин	Тв, мин			Топ, мин	Тоб+Тотд, мин	Тшт, мин	Тп-з, мин	Тш-к, мин
			Тус	Туп	Тиз
005	Центровально-подрезная	0,6	0,13	0,06	0,12	0,91	0,03	0,94	25	1,19
010	Токарная с ЧПУ	2,7	0,18	0,08	0,14	3,82	0,27	4,09	20	4,29
015	Вертикально-сверлильная	0,56	0,168	0,1	0,4	1,23	0,08	1,31	12	1,43
025	Токарная с ЧПУ	8,05	0,22	0,44	0,32	9,03	1,13	10,16	45	10,61
030	Токарная с ЧПУ	1,93	0,24	0,35	0,25	2,77	0,26	3,03	40	3,43
035	Сверлильная с ЧПУ	0,5	0,15	0,6	0,17	1,42	0,11	1,53	31	1,84

1.14 Определение типа производства по коэффициенту закрепления операций

Тип производства по ГОСТ 3.1119-83 характеризуется коэффициентом закрепления операций:

К_з.о. = 1 - массовое;

< К_з.о. < 10 - крупносерийное;

< К_з.о. < 20 - среднесерийное;

< К_з.о. < 40 - мелкосерийное производство

В единичном производстве К_з.о. не регламентируется.

В соответствии с методическими указаниями [5] определим К_з.о.:

, (1.44)

где О - количество всех технологических операций, выполняемых в течение месяца;

Р - число рабочих мест, необходимых для выполнения месячной программы.

Число рабочих мест для выполнения определённой i-ой операции определяется по формуле:

, (1.45)

где N_M - месячный объём выпуска деталей, шт;

Т_шт-к - штучно-калькуляционное время на выполнение операции, мин;

К_мз = 1 - коэффициент подготовительно-заключительного времени;

F_M - месячный фонд времени работы оборудования, 388 час;

К_b - коэффициент выполнения норм времени, К_b = 1,2.

Рассчитаем количество рабочих мест по операциям:

;

, (1.46)

где Р_р_I - рассчитанное число рабочих мест;

Р_I - округлённое число рабочих мест.

Получаем:

;

Определим количество операций, выполняемых на рабочем месте при его нормативной загрузке по формуле:

, (1.47)

где η_н - нормативный коэффициент загрузки.

Тогда:

;

Определим общее количество операций и рабочих мест по формулам:

, (1.48)

(1.49)

О = 20 + 6 + 16 + 3 + 7 + 16 = 68;

Р = 6.

Отсюда рассчитаем коэффициент загрузки операций:

Согласно рекомендациям [5] производство среднесерийное.

.15 Расчёт технологической размерной цепи

Технологическую размерную цепь составляем для чертежного размера 28⁺², получаемого без соблюдения принципа единства баз.

Любой размер можно представить как расстояние между двумя точками (его границами) на условной координатной оси. Это расстояние зависит от координат границ размера, то есть от двух размеров, связывающих начало координат с этими границами.

Аналогичная зависимость имеет место при формировании размеров деталей в процессе их механической обработки партиями на заранее настроенных станках. При этом используется контактное базирование деталей, и режущий инструмент настраивается относительно установочных элементов приспособления, контактирующих с технологическими базами детали. В этих условиях начало координат для отсчёта положений границ формируемого размера детали следует принимать на технологической базе, ориентирующей деталь в направлении этого размера, так как она контактирует с неизменными установочными элементами приспособления и занимает стабильное положение для всех деталей партии. Таким образом, исходный размер А_Δ в общем случае зависит от двух размеров (А₁ и А₂), которые связывают его границы с соответствующей технологической базой. Один из этих размеров А₁=533мм, связывающий технологическую базу с формируемой режущим инструментом границей исходного звена, сформирован на предшествующей операции без соблюдения принципа единства баз, поэтому для него так же необходимо составлять размерную цепь (рисунок 1.10). Второй размер А₂=505мм связывает технологическую базу и вторую границу исходного звена является настроечным.

Рисунок 1.10 - Технологическая размерная цепь для размера А_Δ

Решим проектную задачу методом неполной взаимозаменяемости, т.е. определим допуски составляющих звеньев по известному допуску замыкающего звена.

Допуск замыкающего звена ТА_Δ=2мм

Определим единицы допуска i_j для каждого из составляющих звеньев

, (1.50)

где А_СГ - среднее геометрическое границ интервала номинальных размеров в таблице допусков в который попадает j-е составляющее звено.

, (1.51)

где А_jminи А_jmax - минимальная и максимальная величина размера, входящие в данный интервал.

А₁=505мм; А₂=533мм;

;

Определим среднее число единиц допуска составляющих звеньев при условии равноточности этих допусков:

, (1.52)

где n - число всех звеньев.

По таблице допусков определяем, что данные величины допусков соответствуют 14,15 квалитету.

Назначаем допуски на все составляющие звенья:

А₁=505мм; ТА₁=2800мкм. - по 15кв.

А₂=533мм; ТА₂=1750мкм. - по 14кв.

Правильность назначенных допусков проверяем по условию:

(1.53)

Составим условие точности для размерной цепи:

ТА_Δ=2000мкм>1905мкм - условие точности выполняется.

Определяем координаты середин полей допусков всех составляющих звеньев, кроме одного - корректирующего, в качестве которого принимаем звено А₂ - уменьшающее.

Е_срА1=ЕI_А1+TА₂/2=-1400+2800/2=0мкм, (1.54)

Е_срА_Δ=ЕI_А_Δ+TА_Δ/2=0+2000/2=1000мкм (1.55)

Определяем координаты середины поля допуска корректирующего звена из условия:

, (1.56)

=0-Е_срА2^кор,

Е_срА2^кор=-1000мкм

Определяем предельные отклонения всех составляющих звеньев:

EI_А1=Е_срА1-TА₁/2=0-2800/2=-1400мкм,

ES_А1=Е_срА1+ТА₁/2=0+2800/2=1400мкм; (1.57)

EI_А2=Е_срА2-TА₂/2=-1000-1750/2=-1875мкм,

ES_А2=Е_срА2+ТА₂/2=-1000+1750/2=-125мкм.

.16 Определение количества основного технологического оборудования

Определим количество оборудования по формуле:

, (1.58)

где S_i - количество единиц оборудования для выполнения одной операции;

Т_шт-к - штучно-калькуляционное время на выполнение операции, мин;

N_i - количество изделий, подлежащих обработке в год;

F - действительный годовой фонд времени работы оборудования, час;

F = 4015 ч, N_i = 10000 шт.

принимаем S_п1 = 1;

принимаем S_п2 = 1;

принимаем S_п3 = 1;

принимаем S_п4 = 1;

принимаем S_п5 = 1;

принимаем S_п6 = 1.

Коэффициенты загрузки оборудования определим как отношение расчётного количества единиц оборудования к принятому:

;

По полученным расчётным данным построим график загрузки оборудования.

Рисунок 1.12 - График загрузки оборудования

Т.к. на трех операциях используется токарный станок с ЧПУ 16К20Ф3С32 и при этом загрузка не превышает нормативно допустимой, то операции будем выполнять на одном станке. При этом загрузка станка составит 76%, что не превышает нормативно допустимой для серийного типа производства. Тогда график загрузки оборудования примет вид:

Рисунок 1.12 - График загрузки оборудования после объединения операций

2. Расчёт и проектирование средств технологического оснащения

.1 Расчёт и проектирование приспособления для сверления отверстия в бонке

.1.1 Описание работы станочного приспособления

Приспособление предназначено для базирования и закрепления при сверлении отверстия в бонке. Устанавливается на вертикально-сверлильном станке с ЧПУ марки 2Р135Ф2.

Заготовка в приспособлении базируется по наружному диаметру и торцу трубы.

Принцип работы приспособления.

Труба устанавливается на призмы и упирается торцем в упор. При повороте рукоятки пневмокрана в рабочую полость пневмоцилиндра подается воздух из пневмосети, при этом плунжер цилиндра давит на прижим, который при этом действует как коромысловый механизм и прижимает трубу к призмам. После закрепления осуществляется сверление.

После окончания обработки рукоятка пневмокрана переключается в другую позицию, сжатый воздух поступает в другую полость цилиндра. Плунжер опускается, тем самым отжимается труба.

Приспособление возможно переналаживать только при замене установочных элементов.

Приспособление удобно разбирать и собирать, так как большинство элементов конструкции крепятся на резьбе или винтами и болтами. Приспособление имеет большие габаритные размеры, и в конструкцию приспособления входит много металлических деталей. Поэтому конструкцию приспособления можно считать металлоёмкой и сложной. Заготовку удобно устанавливать в данное приспособление, так как для этого не требуется много времени и больших усилий. Для очистки и смазки некоторых деталей необходима полная разборка приспособления.

2.1.2 Силовой расчёт станочного приспособления

Составим схему сил, действующих на заготовку.

Рисунок 2.1 - Схема для расчета силы закрепления заготовки

Под действием крутящего момента М_св заготовка стремиться вывернуться из призм, при этом возникает силы реакции между призмами и заготовкой R₁ и R₂. Так же на заготовку действует прижимающая осевая составляющая силы резания Р_о. Определим какой величины необходимо приложить силу прижима W, чтобы предотвратить выворачивание.

Условие равновесия будет иметь вид:

, (2.1)

где - вертикальные составляющие сил реакций в призмах;

К - коэффициент запаса.

, (2.2)

, (2.3)

где - половина угла в призме (=45⁰).

Горизонтальные составляющие сил реакций в призмах :

;

Рассчитаем коэффициент запаса:

К=К₁·К₂·К₃·К₄·К₅·К₆, (2.4)

где К₁=1,5 - гарантированный коэффициент запаса;

К₂=1,2 - коэффициент, учитывающий колебание силы резания из-за непостоянства припуска;

К₃=1,1 - учитывает увеличение силы резания в результате износа инструмента;

К₄=1,0 - учитывает постоянство силы зажима (механизированный зажим);

К₅=1,0 - учитывает удобство расположения рукояток;

К₆=1,1 - учитывает наличие момента стремящегося повернуть заготовку на плоскости.

К=1,5·1,2·1,1·1·1·1,1=2,178

Из () находим R_1Г и R_2Г:

Н;

Из () находим W:

Из рассчитанного следует, что прижима осевой силой от сверления хватает для предотвращения выворота заготовки из призм.

Поэтому выбираем самый малый пневмоцилиндр с односторонним штоком со следующими характеристиками D=63 мм; d=16 мм, который развивает усилие:

, (2.5)

где D - рабочий диаметр цилиндра, мм;

р - давление в пневмосети, МПа;

η - КПД пневмоцилиндра.

Н=1,5кН

2.1.3 Расчёт сверлильного приспособления на точность

Произведем расчет приспособления для обеспечения допуска на расстояние от торца 1,1 мм используя следующую формулу:

, (2.6)

где Т - допуск на выполняемый размер, Т=0,1 мм;

К_m - коэффициент учитывающий отклонение рассеяния значений составляющих величин от закона нормального распределения, К_m=1,2;

Е_Б - погрешность базирования заготовки в приспособлении (Е_Б = 0, т.к. соблюдается принцип единства баз);

Е_З - погрешность закрепления заготовки в приспособлении, Е_З=0,06мм;

Е_У - погрешность установки приспособления на станке (Е_У=0, т.к. осуществляется надежный контакт установочной плоскости приспособления с плоскостью стола станка);

Е_И - погрешность рабочих поверхностей приспособления в результате их изнашивания в процессе эксплуатации:

Е_И = β·N, (2.7)

где b - постоянная, зависящая от вида установочного элемента и условия контакта (b = 0,005 мкм);

N - количество контактов заготовки с опорой (установок в приспособление, снятий с него) в год.

Е_И = 0,005·10000=50мкм;

Е_П = 0 - погрешность перекоса , т.к. применяется укороченный осевой инструмент повышенной жесткости.

ω - погрешность обработки исходя из экономической точности обработки, ω=0,035мм;

К_m1 - коэффициент учитывающий уменьшение предельного значения погрешности базирования при работе на настроенных станках, К_m1=0,8;

К_m2 - коэффициент учитывающий долю погрешности обработки в суммарной погрешности, К_m2=0,6.

Получим:

Приспособление обеспечивает требуемую точность.

2.1.4 Расчёт приспособления на прочность

Рассчитаем на прочность опасное звено приспособления. Из рассмотрения данного приспособления можно прийти к выводу, что наиболее нагруженными деталями является: ось коромысла.

Ось работает на срез, она изготовлена из стали Ст5.

Расчет на прочность:

, (2.8)

где Р - сила реакции действующая на ось, Р =2Q=2·1500=3000 Н ;- диаметр оси, мм. ;

- допускаемое напряжение растяжения, = 100 Мпа ;

Тогда необходимый размер опасного сечения:

мм

Принимаем стандартный больший диаметр оси d=8мм.

2.2 Расчёт и проектирование приспособления для контроля радиального биения внутренних канавок

.2.1 Разработка и краткое описание конструкции контрольного приспособления

Данное контрольное приспособление представляет собой основание со стойками с закрепленными на них подшипниками и штативом с измерительным прибором индикаторного типа. Деталь устанавливается на подшипники и проворачивается, и скалка устанавливается на поверхности, на которой нужно измерить биение. Показания индикатора часового типа является показаниями биения отверстий относительно искомого отверстия. В приспособлении имеется механизм для приподнимания детали при закладке и съёмке детали с приспособления, так как у детали большой вес.

.2.2 Расчёт контрольного приспособления на точность

Для того чтобы контрольное приспособление обеспечивало правильность контроля, требуется, чтобы его погрешность была не более 1/3 допуска на контролируемый параметр:

; (2.9)

; (2.10)

где ∑ε_i - суммарное значение погрешностей в процессе измерения;- допуск контролируемого размера, мм.

Погрешности в процессе измерения:

ε_у - погрешность установки;

ε_З - погрешность закрепления;

ε_И - погрешность в результате износа установочных элементов;

ε_{пер. мех} - погрешность передаточных механизмов;

ε_{изм. средства} - погрешность средств измерения (индикатора).

Найдем погрешности, возникающие в процессе измерения допуска перпендикулярности торца Б относительно наружного диаметра шлицевого отверстия:

1. ε_у = 0,014мм, т.к. возникает биение между наружным и внутренним кольцом подшипника 4 класса;

. ε_З = 0, так в нашем случае не происходит закрепление детали на контрольном приспособлении;

. ε_И = 0, так как износ установочных подшипников невелик, и при установке детали на контрольное приспособление индикатор каждый раз выставляется на “0”;

3.мм, т.к. рычаг крепится на оси с посадrой H5/g6 в которой максимальный зазор равен 14мкм.

4. ε_{изм.средства} = 0,01 мм, так как в качестве средства измерения используется индикатор часового типа (ИЧ 1-10), у которого цена деления равна 0,01мм.

Допустимая погрешность при измерении допуска перпендикулярности в 200мкм:

мм

что равно допустимой погрешности Δ_ПР = 0,02мм и позволяет применять для измерений в рассматриваемом случае данное контрольное приспособление.

.3 Расчёт и проектирование ступенчатого зенкера

Режущий инструмент - ступенчатый - зенкер необходим для обработки ступенчатого отверстия B132 и B130. Применение комбинированного инструмента позволяет сократить время обработки детали и повысить точность обработки отверстий.

Диаметр зенкера применяем с учётом допуска обрабатываемого отверстия согласно ГОСТ 12509-75.

₁ = 130,05_-0,03, D₂ = 132,05_-0,03.

Диаметр направляющих зенкера D₃ = 132,05_-0.05.

Геометрические и конструктивные параметры рабочей части зенкера, задний угол α на задней поверхности лезвия 20˚, на калибрующей части - 5˚. Передний угол γ = 0˚. На зубьях ступени B130: задний угол = 20˚, на калибрующей части - 15˚. Главный угол в плане φ = 90˚. Обратную конусность на длине пластины из твердого сплава принимаем 0,09 мм.

К станку зенкер крепится посредством резьбы ленточной двухзаходней 36×10. Ширина ленточки при заточке 0,2^+0.1 мм. Твердый сплав пластины для обработки конструкционной стали марки Т30К4, форму 2515 по ГОСТ 2209-82. Для корпуса зенкера применяется сталь 40Х ГОСТ 4543-71.

Технические требования к зенкерам, оснащенными пластинами из твердого сплава по ГОСТ 12509-75.

Выполним проверку резьбового соединения на смятие:

Из условия износостойкости резьбы по напряжениям смятия:

где F - сила, действующая на резьбу винта и гайки, H; ₂ - средний диаметр резьбы винта и гайки d₂ = 33,73 мм;- высота резьбы, h = 3 мм;- число рабочих витков.

Число рабочих витков находится следующим образом:

где Н - глубина ввинчивания винта, Н = 50 мм;- шаг резьбы, для резьбы М36х10 р = 10 мм.

[σ_см] - допускаемое напряжение при смятии, допускаемое напряжение при смятии находится по формуле:

где [σ_т] - предел прочности материала, для стали 40Х [σ_т] = 200 Н/мм²;

n - коэффициент запаса, n = 1,5

Получим напряжениям смятия:

1,41 ≤ [σ_см] = 133

Напряжение смятия полностью удовлетворяет условию износостойкости резьбы по напряжениям смятия и имеет достаточный ресурс работы.

Выполним проверку резьбового соединения на растяжение:

Площадь поперечного сечения стержня болта по заданному внешнему усилию определяют по формуле:

где d₁ - внутренний диаметр резьбы винта, d₁ = 32 мм;

Р - растягивающее усилие, действующее на хвостовик;

[σ_в]_р - допускаемое напряжение на растяжение; допускаемое напряжение при растяжении находится по формуле:

[σ_в]_р= σ_в/n , (2.15)

где σ_в - предел прочности материала винта, σ_в = 980 Н/мм2;- коэффициент запаса, n = 1,5.

[σ_в]_р= 980/1,5 = 653 Н/мм2

Из результатов расчета видно, что площадь поперечного сечения стержня хвостовика гораздо больше площади, необходимой для сохранения целостности хвостовика при нагрузке Р = 1645Н. Это означает, что прочность при растяжении хвостовика удовлетворяет условию прочности при данных условиях эксплуатации.

.4 Разработка и проектирование манипулятора для подъёма детали

2.4.1 Назначение манипулятора

Манипулятор предназначен для подъёма и перемещения грузов массой до 60 кг. При подключении его к пневмосети стрела и рукоять находятся в состоянии безразличного равновесия в любой точке пространства зоны обслуживания, как с грузом, так и без него. Манипулятор позволяет производить плавную и точную установку деталей на межоперационных передачах при усилии оператора не более 65 Н. конструкция манипулятора дает возможность использовать различные грузозахватные устройства: клещевого типа, захваты с пневмоуправлением, захваты, закрепленные на оси, жесткие захваты, позволяющие транспортировать груз с ориентированным положением, захваты консольно-штырьевого типа. Обеспечивает транспортировку хрупких вещей, таких как стекло, земляные формы.

Технические характеристики:

Номинальная грузоподъёмность, кг 60;

Максимальный грузовой момент, Н∙м 400;

Число степеней подвижности 4;

Максимальный радиус обслуживания

по горизонтали, мм, не менее 3150;

Минимальный радиус обслуживания

по горизонтали, мм, не менее 400;

Максимальная высота обслуживания, мм, не менее 1700;

Минимальная высота обслуживания, мм, не менее 200;

Габаритные размеры, мм 4700×580×3750;

Масса, кг, не более 530;

Масса без колонны, кг, не более 425.

2.4.2 Устройство и принцип работы

Стрела 8 шарнирно закреплена в стойке 7, которая крепится к вертлюгу 5.

Вертлюг крепится к колонне 9 и обеспечивает стреле 8 возможность неограниченного поворота вокруг вертикальной оси колонны. Систему уравновешивает противовес 4.

Пневмоцилиндр 1 закреплен на тяге 3 и штоком опирается на кронштейн 6 стойки 7. При подаче воздуха в рабочую полость пневмоцилиндра 1, он, опускаясь вместе с тягой 3 и стрелой 8, поднимает рукоять 10 вверх, обеспечивая перемещение блока. При стравливании воздуха рукоять опускается вниз.

Рассчитаем конструкцию манипулятора по максимальному грузовому моменту от поднимаемого груза.

Грузовой момент от поднимаемого груза:

М=Q∙L≤[M]=400Н∙м, (2.16)

где Q=P∙g - вес поднимаемого груза, Н;

P - масса груза, кг;

L - плечо приложения груза, м.

Q=P∙g=20,6∙9,8=201,88Н (2.17)

М=Q∙L=201,88∙0,486=98,11Н∙м<400Н∙м (2.18)

Следовательно, данная конструкция манипулятора пригодна для перемещения заготовки корпуса.

Т.к. плечи манипулятора равны 360мм и 1800мм, то усилие развиваемое пневмоцилиндром больше веса заготовки в 5 раз.

, (2.19)

где D - рабочий диаметр цилиндра, мм;

р - давление в пневмосети, МПа;

η - КПД пневмоцилиндра.

Определим диаметр цилиндра:

мм

Выбираем пневмоцилиндр с односторонним штоком со следующими характеристиками D=50 мм; d=12 мм.

3. Технико-организационная часть

Спроектируем планировку механического участка по обработке корпуса 503А-8603512-02.

Состав и количество оборудования участка будет следующим:

- станок центровально-подрезной 2А911 - 1 шт.;

- станок вертикально-сверлильный 2Н150 - 1 шт.;

станок сверлильный с ЧПУ 2Р135Ф2 - 1 шт.;

- станок токарный с ЧПУ 16К20Ф3С32 - 1 шт.

Определим предварительную площадь участка по формуле:

, (3.1)

где С_пр - принятое количество станков по участку;

S_у_d - удельная площадь на один станок; для средних станков -18…22 м².

Выполняем планировку участка.

Производим расчёт рабочих станочников по формуле:

, (3.2)

где С_пр - принятое количество станков;

Ф_о - эффективный годовой фонд времени работы оборудования (в год 4015 часов при 2-х сменном режиме работы);

К_з - коэффициент загрузки;

К_и - коэффициент использования оборудования;

Ф_р = 1840 часов - эффективный годовой фонд времени рабочего;

К_м - коэффициент многостаночности.

Для среднесерийного производства:

К_з∙К_и = 0,85; К_м = 1,3…1,5.

Число станочников участка принимаем равным 6.

В состав производственных рабочих входят наладчики. Принимаем на 1 смену по 1-му наладчику исходя из количества оборудования, значит число наладчиков - 2 человека. Количество работников ОТК принимается 1 человек на 3…6 станков в 1 смену; принимаем по 1-му контролёру ОТК в смену. Количество контролёров ОТК - 2 человека.

Произведем расчет вспомогательных рабочих: ремонтники инструментальщики, транспортные рабочие, складские - принимаем в количестве 20…25% от производственных рабочих и принимаем 3 человека.

Количество ИТР принимаем в зависимости от количества оборудования; для среднесерийного производства принимаем 22…16%. Принимаем ИТР 1 человек. Определяем количество служащих (бухгалтеры, кассиры, учётчики), для среднесерийного производства - 0.9…1.9% от общего числа производственных рабочих, получаем 1 человек.

Младший обслуживающий персонал (МОП) (уборщики, сторожа) принимаем 1 человек.

Произведем описание вспомогательных служб участка.

К вспомогательным службам относятся: инструментальное хозяйство, ремонтное хозяйство, складское хозяйство, эмульсионное хозяйство, масляное хозяйство, службы по сбору и переработке отходов, контрольная служба.

Инструментальное хозяйство в своём составе имеет инструментально-раздаточную кладовую, кладовую. Приспособлений и абразивов, контрольно-проверочный пункт, заточное отделение и мастерскую по ремонту приспособлений и инструмента. Проверка эталонов, а также точного сложного инструмента и приспособлений осуществляется в центральной измерительной лаборатории. Заточное отделение занимается эксплуатационной переточкой режущего инструмента, за исключением сложного и точного, который затачивают в инструментальном цехе.

Мастерская по ремонту приспособлений и инструмента предназначается для производства несложного текущего ремонта приспособлений и инструмента.

В состав ремонтного хозяйства входит мастерская, предназначенная для межремонтного обслуживания и производства отдельных ремонтов.

Складское хозяйство состоит из комплекса складов, необходимых для обеспечения нормального хода производства. Сюда относятся склады металла, заготовок и полуфабрикатов, межоперационные склады, склады готовых деталей.

Для уборки стружки может иметься в наличии стружкоуборочный конвейер. Для целесообразности его применения произведём расчёт. Расчёт ведём по формуле:

кг (3.3)

кг

Следовательно, применять стружкоуборочный конвейер не будем. Стружка будет собираться в короба и вывозиться из цеха автотранспортом.

На участок заготовки доставляются карой и складируюся в начале участка. Установка и снятие заготовок со станков производится манипулятором, т.к. заготовка достаточно тяжелая, а перемещение коробов с заготовками между станками производится кран-балкой. После операции 015 заготовки карой доставляются на сварку. После сварки заготовки возвращают на участок. В конце участка складируются готовые детали, которые потом отправляют на сборку.

СОЖ передают по трубопроводам из центральной установки к разборным кранам, установленным на участках. В процессе работы станка используется автономная система охлаждения станка, которая ежесуточно пополняется из разборных кранов для восполнения потерь жидкости вследствие ее разбрызгивания, уноса со стружкой и обработанной заготовкой.

Предприятия обеспечиваются электроэнергией от передач напряжением 110кВ. Для понижения напряжения используют следующий каскад: открытая понижающая станция 110/35 кВ, затем открытые центральные распределительные подстанции 35/10-6кВ и цеховые закрытые трансформаторные подстанции 6-10/0.4кВ. Подстанции приближают к основным потребителям электроэнергии для уменьшения потерь в сети.

При производстве корпуса широко используют сжатый воздух для приводов пневматических зажимных устройств. Давление сжатого воздуха в сети составляет 0,4…0,6 МПа. Компрессорные станции размещены в изолированном помещении вследствие высокого уровня создаваемого ими шума.

Исходными данными для составления плана расположения оборудования являются: разработанный проект технологического процесса, ведомость требуемого оборудования, габариты применяемого оборудования.

При разработке плана учитываем следующее:

) длина пути грузопотоков обрабатываемых деталей должна быть как можно короче;

) следует обеспечить возможность установки, демонтирования и транспортировки любого станка;

) иметь в виду возможность многостаночного обслуживания;

) должны быть предусмотрены средства доставки заготовок на участок, их погрузки и выгрузки, передачи деталей от станка к станку, а также средства транспортировки готовых деталей на сборку или склад;

) необходимо предусмотреть средства для уборки стружки от станка, транспортировки его по участку;

) должны быть решены вопросы:

ремонта оборудования; технологической оснастки;

обеспечение станков смазочно-охлаждающей жидкостью;

охраны труда и техники безопасности; эстетики, чистоты и порядка на участке.

По результатам расчетов, с учетом рекомендаций литературы, выполняем компоновочный план цеха. Наиболее распространенной конструкцией здания цехов механосборочного производства является здание прямоугольной формы с полом на бетонном основании с системой колонн. Колонны соединены стропильными и подстропильными фермами, на которые сверху укладываются перекрытия. Для машиностроения приблизительно 85% зданий являются одноэтажными, как более экономичные и не имеющие ограничения по размещению тяжелого оборудования. Основными параметрами производственных зданий являются:- ширина пролета (расстояния между продольными осями колонн, образующими пролет);- шаг колонн (расстояние между поперечными осями колонн);- высота пролета.

При реализации требований к типизации и унификации производственных зданий разработаны производственные помещения габаритами 72x72 м, сеткой колонн 24х12 м. И общей площадью 1728 м².

Поскольку в данном цехе имеются грузовые краны грузоподъемностью 10т, то высоту пролета принимаем 8,4 м.

4. Расчет технико-экономических показателей обработки детали

Для расчета экономической эффективности вариантов технологического процесса, прежде всего необходимо заполнить приведенную ниже таблицу исходных данных.

Таблица 4.1 - Исходные данные для выполнения экономического раздела дипломного проекта (базовый вариант).

№ оп.	Наименование операции	Модель оборудования	Тшт-к, мин	Трудоемкость программы выпуска, час
1	2	3	4	5
005	токарно-винторезная	1К62	4,36	727
010	токарная	ЕМ473	9,13	1522
015	вертикально-сверлильная	2Н150	1,53	255
030	1М63НФ101	12,2	2034
035	токарно-винторезная	1М63НФ101	4,04	674
040	вертикально-сверлильная	2Н135	2,95	492
045	токарно-винторезная	1К62	3,85	642
050	токарно-винторезная	1К62	2,88	480
Итого			40,94	6826

Подъемно-транспортное оборудование:

манипулятор - 8 шт.

Годовая программа выпуска - 10 000 штук.

Масса заготовки - 20,6 кг.

Масса детали - 18,8 кг.

Производственная площадь участка 176 м².

Таблица 4.2 - Исходные данные для выполнения экономического раздела дипломного проекта (проектируемый вариант).

№ оп.	Вид обработки	Модель оборудования	Тшт-к,, мин	Трудоемкость программы выпуска, час
1	2	3	4	5
005	центровально-подрезная	2А911	1,19	199
010	токарная с ЧПУ	16К20Ф3С32	4,29	715
015	вертикально-сверлильная	2Н150	1,43	239
025	токарная с ЧПУ	16К20Ф3С32	10,61	1769
030	токарная с ЧПУ	16К20Ф3С32	3,43	572
035	сверлильная с ЧПУ	2Р132Ф2	1,84	307
Итого			22,79	3801

Подъемно-транспортное оборудование:

манипулятор - 4 шт.

Годовая программа выпуска 10 000 штук.

Масса заготовки - 20,6 кг.

Масса детали - 18,8 кг.

Производственная площадь участка 88 м².

4.1 Определение потребности в материально-технических и трудовых ресурсах

Состав оборудования и дорогостоящей оснастки сведем в 2 таблицы по вариантам, базовому и проектируемому.

Таблица 4.3 - Состав оборудования и оснастки (базовый вариант).

№ операции	Модель оборудо-вания	Количество на программу, шт.				Габариты, мм (длина х ширина)		Коэффи-циент загрузки оборудо-вания	Мощ-ность приводов, кВт	Цена единицы оборудо-вания, млн.руб.
		расчет-ное		приня-тое
1	2	3		4		5		6	7	8
005	1К62	0,18		1		2500х1190		0,18	11	14,3
010	ЕМ473	0,38		1		3980х1000		0,38	12	16,4
015	2Н150		0,06		1		1355х890	0,06	7,5	6,5
030	1М63НФ101		0,51		1		4350х2200	0,51	15	14,4
035	1М63НФ101		0,17		1		4350х2200	0,17	15	14,4
040	2Н135		0,12		1		1030х825	0,12	4	5,7
045	1К62		0,16		1		2500х1190	0,16	11	14,3
050	1К62		0,12		1		2500х1190	0,12	11	14,3
	манипулятор		-		8		4700х382	-	1,5	4,5
Итого:									104,5	136,6

Таблица 4.4 - Состав оборудования и оснастки (проектируемый вариант).

№ операции	Модель оборудо-вания	Количество на программу, шт.		Габариты, мм (длина х ширина)	Коэффи-циент загрузки оборудо-вания	Мощ-ность приводов, кВт	Цена единицы оборудо-вания, млн.руб.
		расчет-ное	приня-тое
1	2	3	4	5	6	7	8
005	2А911	0,05	1	2790х2300	0,05	10	16,5
010, 025, 030	16К20Ф3С32	0,76	1	3360х1710	0,76	10	52
015	2Н150	0,06	1	1355х890	0,06	7,5	6,5
035	2Р132Ф2	0,08	1	2680х3320	0,08	3,7	34
	манипулятор	-	4	4700х382	-	1,5	4,5
Итого:						37,2	127

Количество основных материалов на годовую программу рассчитывается по нормам расхода материалов:

М_с = q_н^.Q, (4.1)

где q_н- нормы расхода материалов на одно изделие, кг;

Q - годовой объем выпуска продукции, Q = 10000шт.

Количество вспомогательных материалов:

М_всп = q_об^.О_П, (4.2)

где q_об- нормы расхода материалов на единицу оборудования, кг;

О_П - количество принятого производственного оборудования, шт.

Базовый вариант:

М_с = 20,6×10000 = 206000 кг.

М_всп =435×8 = 3480 кг.

Проектируемый вариант:

М_с = 20,6×10000 = 206000 кг.

М_всп =435 ×4 = 1740 кг.

Количество производственных рабочих (кроме производственных рабочих автоматических линий и наладчиков-операторов оборудования) определяется по формуле:

, (4.3)

где Ч_р- расчетное количество производственных рабочих;

Т_ст- трудоемкость механической обработки на годовую программу, станко-часы;

Ф_э.р - эффективный годовой фонд времени рабочего, Ф_э.р = 1860 ч;

К_мн - коэффициент многостаночного обслуживания - количество станков, обслуживаемых одним рабочим.

Расчеты сведем в таблицы 4.5 и 4.6.

Таблица 4.5 - Количество работающих (базовый вариант)

№ п/п	Модель оборудования	Ч_р^ст	Ч_пр^ст
1	2	3	4
005	1К62	0,4	1
010	ЕМ473	0,82	1
015	2Н150	0,14	1
030	1М63НФ101	1,1	2
035	1М63НФ101	0,37	1
040	2Н135	0,27	1
045	1К62	0,35	1
050	1К62	0,26	1
Итого:			9

Таблица 4.6 - Количество работающих (проектируемый вариант)

№ п/п	Модель оборудования	Ч_р^ст	Ч_пр^ст
1	2	3	4
005	2А911	0,11	1
010, 025, 030	16К20Ф3С32	1,65	2
015	2Н150	0,13	1
035	2Р132Ф2	0,17	1
Итого:			5

Число производственных рабочих в первой смене принимаем 55% от общего количества производственных рабочих.

Предусматриваем наличие следующих вспомогательных рабочих:

базовый вариант: 1 слесарь-механик, 1 слесарь-электрик, 1 слесарь по общему ремонту, 1 смазчик;

проектируемый вариант: 1 слесарь-механик, 1 слесарь-электрик, 1 слесарь по общему ремонту, 1 смазчик.

Инженерно-технические работники:

базовый вариант: 1 мастера, 1 технолог, 1 инженер-нормировщик;

базовый вариант: 1 мастера, 1 технолог, 1 инженер-нормировщик.

.2 Расчет технико-экономических показателей

Расчет капитальных вложений рассчитываем по следующей формуле:

К = К_об+К_зд+К_осн+К_инв+К_монип+ОбС, (4.4)

где К_об - капиталовложения в оборудование (техническое, энергетическое, подъемно-транспортное, средства контроля и управления), млн. руб.;

К_зд - капиталовложения в здание, млн. руб.;

К_осн - капиталовложения в дорогостоящую оснастку (приспособления, штампы, модели, режущий и мерительный инструмент и тому подобное), млн. руб.;

К_инв - капиталовложения в инвентарь, млн. руб.;

К_монип - капиталовложения в манипуляторы, млн. руб.;

ОбС - капиталовложения в запасы материалов (оборотные средства), млн. руб.

Капиталовложения в оборудование:

К_об =Ц_Б_i·O_i·μ_i, (4.5)

где h - количество типоразмеров (моделей) оборудования;

Ц_Б_i - балансовая стоимость единицы оборудования (транспортного средства) с учетом затрат на доставку, монтаж и устройство фундамета (если исходных сведений о таких затратах нет, то не более 20% от стоимости оборудования), руб;

О_i - количество единиц оборудования i-го типоразмера (вида);

m_i - значение коэффициента занятости оборудования i-го типоразмера (вида) изготовлением рассматриваемой продукции.

m_i=Т_год/Т_общ,

Т_общ - эффективный годовой фонд времени работы оборудования, час/год.

Базовый вариант:

m₁=727/4060=0,18;

m₂=1522/3985=0,38;

m₃=255/4060=0,06;

m₄=2034/4060=0,5;

m₅=674/4060=0,17;

m₆=492/4060=0,12;

m₇=642/4060=0,16;

m₈=480/4060=0,12

К_об = 1,2·(14300·0,18+16400·0,38+6500·0,06+14400·0,5+14400·0,17+

+5700·0,12+14300·0,16+14300·0,12)=26352 тыс.руб.

Проектируемый вариант:

m₁=199/4060=0,05;

m₂=3056/3890=0,79;

m₃=239/4060=0,06;

m₄=307/3890=0,08

К_об = 1,2·(16500·0,05+52000·0,79+6500·0,06+34000·0,08)=52146 тыс.руб.

Капиталовложения в здание определяются следующим образом:

К_зд = (S_ц + S_тс) · m_ср · Ц_зд, (4.6)

где S_ц - производственная площадь, занимаемая участком, цехом, м² ;

m_ср - средний коэффициент занятости площади при изготовлении рассматриваемой продукции:

(4.7)

_тс - площадь, потребная для размещения транспортных средств и устройств, систем управления станков с ЧПУ, м²;

Ц_зд - стоимость 1 м² площади механического цеха, руб.

Базовый вариант:

К_зд^б= 176×330×0,21 =12197 тыс.руб.;

Проектируемый вариант:

К_зд^п= 88×330×0,245 =6970 тыс.руб.

Капиталовложения в дорогостоящую оснастку (К_осн) определяются по формуле:

К_осн = 0,1× К_об, (4.8)

Базовый вариант:

К_осн^б = 0,1×26352=2635 тыс.руб.;

Проектируемый вариант:

К_осн^пр = 0,1×52146=5215 тыс.руб.

Капиталовложения в запасы материалов охватывают вложения в запасы основных комплектующих изделий и рассчитываются следующим образом:

, (4.9)

где w - число видов материалов, необходимых для производства продукции;

Q - необходимое количество материалов с-го вида на объем выпуска продукции, т (шт.- если учитывать количество заготовок);

Д_п - длительность рассматриваемого периода, дни;

Д_об - длительность одного оборота оборотных средств, дни;

Д_об = (St_шт_i ·k) / (60 · 24) + Т_з, (4.10)

где t_шт - штучное время выполнения операций технологического процесса, мин;- коэффициент, учитывающий длительность операций, связанных с перемещением, маркировкой, оформлением документов и др. (k = 1,5 - 2,5);

Т_з - количество дней на которое создается текущий, страховой, транспортный запасы, принимается в зависимости от частоты поставок материалов, дн (Т_з = 5-30 дн).

Ц_м.с - оптовая цена заготовок с-го вида с учётом способа их получения (материала), руб/т;_тз.с - коэффициент, учитывающий транспортно-заготовительные расходы по приобретению материалов с-го вида.

Коэффициент k_тз _с может быть принят в первом приближении, равным 1,04 - 1,08 для основных материалов и 1,08 - 1,10 - для вспомогательных материалов.

Определим длительность одного оборота оборотных средств и капиталовложения в запасы материалов для базового варианта:

дн;

тыс.руб.

Найдем те же величины и для проектируемого варианта:

дн;

тыс.руб.

В первом приближении вложения в производственный инвентарь определяются по следующим укрупненным показателям: 1 - 2% от стоимости основного оборудования.

К_инв = 0,15×К_об, (4.11)

К_инв^б = 0,015×26352 = 395 тыс.руб.;

К_инв^пр = 0,015×52146 = 782 тыс.руб.

Капиталовложения в манипуляторы:

К_монип=n× Ц_Б,

где Ц_Б - балансовая стоимость манипулятора с учетом затрат на доставку, монтаж и устройство фундамета (если исходных сведений о таких затратах нет, то не более 20% от стоимости оборудования), руб;

n - количество манипуляторов на участке.

К_монип^б=1,2×8×4500=43200 тыс.руб.;

К_монип^пр=1,2×4×4500=21600 тыс.руб.

Рассчитанные величины сведем в таблицу 4.7.

Таблица 4.7 - Состав капитальных вложений.

Наименование	Условн.обозн.	Единица измерен.	Базовый вариант	Проекти- руемый вариант
1	2	3	4	5
Капиталовложения в оборудование	К_об	млн.руб.	26,35	52,15
Капиталовложения в здание	К_зд	млн.руб.	12,2	6,97
Капиталовложения в оснастку	К_осн	млн.руб.	2,64	5,22
Капиталовложения в запасы материалов (оборотные средства)	О_бС	млн.руб.	13,73	13,71
Капиталовложения в инвентарь	К_инв	млн.руб.	0,4	0,78
Капиталовложения в манипуляторы	К_монип	млн.руб.	43,2	21,6
Капиталовложения - всего	К	млн.руб.	98,52	100,43

.3 Расчет себестоимости продукции

Затраты на материалы:

, (4.12)

где w - число видов материалов, применяемых при изготовлении изделия;

Ц_{м с} - оптовая цена на материал с-го вида с учетом транспортно-заготовительных расходов, руб/кг;

М_с - потребности в материале с-того вида, кг;

М_{отх. с} - реализуемые отходы материалов с-того вида, кг;

Ц_отх.с - цена отходов материала, руб/ кг.

С= С= 206000·1086-18000·60 = 222,64 млн. руб.

Основная заработная плата рабочих-сдельщиков:

С= Т_год·С_{з сч}· k_от·k_м, (4.14)

где Т_год - суммарная трудоемкость изготовления продукции за год, чел.-ч;

С_{з сч} - средняя часовая тарифная ставка заработной платы в цехе (на участке), руб/чел.-ч.;

k_от - отраслевой коэффициент, k_от=1,2;

k_м - коэффициент доплат за многостаночное обслуживание (1,0-1,6).

Фонд заработной платы рабочих-повременщиков:

С= nФ_р· С_{з сч}·k_зан· k_от·k_м, (4.15)

где n- потребное количество рабочих-повременщиков, чел.;

Ф_р - эффективный фонд времени одного рабочего, ч;

k_зан - коэффициент занятости, работника выпуском рассматриваемой продукции (определяется также как m_i).

Среднечасовая тарифная ставка рассчитывается как средневзвешенная величина:

С_{з сч} = , (4.16)

где n, n, n - количество рабочих соответственно I, II, III разрядов, чел.;

С, С, С - тарифные часовые ставки этих рабочих, руб.

С= руб./ч.;

С= С= руб./ч.;

С^Б = 6826·1028·1,2·1 = 8,4 млн. руб.;

С^ПР = 3801·1048·1,2·1 = 4,8 млн. руб.

С^Б = С^ПР = 4·1860·1100·1·1,2·1 = 9,8 млн. руб.

Дополнительная заработная плата рабочих:

, (4.17)

где k^д_з - коэффициент, учитывающий дополнительную плату, с учетом премиальных выплат (принимается от 10 до 50%).

С^Б = 8,4 ·0,35= 2,94 млн. руб.;

С^ПР = 4,8·0,35 = 1,68 млн. руб.;

С^Б = С^ПР = 9,8·0,35= 3,43 млн. руб.

Отчисления на социальное страхование с заработной платы рабочих:

С= (С+ С)·, (4.18)

где k_сс - коэффициент, учитывающий отчисления на социальное страхование.

С^Б = (8,4+2,94) ·0,35 = 3,97 млн. руб.;

С^ПР = (4,8+1,68) ·0,35 = 2,27 млн. руб.;

С^Б = С^ПР = (9,8+3,43) ·0,35 = 4,63 млн. руб.

Годовой фонд заработной платы ИТР и служащих с отчислением на соцстрах, находящихся на штатно-окладной системе:

С ^итр_з = С ^сл_з = n_и · З_м · k_зан · (1+k^д_з) · (1+k_сс) , (4.19)

где n_и - количество работающих определенной специальности, чел.;

З_м - месячный оклад работающего определенной специальности, руб/мес;

k_зан - коэффициент занятости, работника выпуском рассматриваемой продукции.

С^Б = 3·300000 ·12·0,21·1,35·1,35 =4,1 млн. руб.;

С^ПР = 3·300000 ·12·0,245·1,35·1,35 =4,8 млн. руб.

Затраты на амортизацию оборудования, транспортных средств и дорогостоящей оснастки:

, (4.20)

где h - количество моделей оборудования;

Ц_Б_i - балансовая стоимость единицы оборудования (транспортного средства), руб;

О_i - количество единиц оборудования i-го вида;

m_i - значение коэффициента занятости оборудования i-го вида изготовлением рассматриваемой продукции;

Н_а - норма годовых амортизационных отчислений на замену оборудования (транспортных средств и дорогостоящей оснастки) i -го вида.

С= (14,3·1·(0,18+0,16+0,12)+16,4·1·0,38+14,4·1·(0,5+0,17)+6,5·1·0,06+

+5,7·1·0,12)·1·+4,5·8·1·= 6,5млн. руб.;

С=(16,5·1·0,05+6,5·1·0,06)·1·+(52·1·0,79+34·1·0,08)·1·+4,5·4·1·= =7,67млн. руб.

Затраты на ремонт оборудования:

С_р= 8%·К_об, (4.21)

С = 0,08·26,35= 2,1 млн. руб.;

С = 0,08·52,15= 4,2 млн. руб.

Затраты на энергию:

, (4.22)

где С_тэ - затраты на силовую и технологическую электроэнергию, руб;

С_сж - затраты на сжатый воздух, руб;

С_пар - затраты на пар, руб;

С_топ - затраты на топливо, руб.

Затраты на силовую и технологическую электроэнергию определяют по следующей формуле:

, (4.23)

где h - количество моделей оборудования;

М_э_i - суммарная установленная мощность электродвигателей i-й модели оборудования, кВт;

F_д_i -действительный фонд времени работы i-ого оборудования, ч;

k_од- коэффициент спроса электроэнергии (1,03 - 1,07);

k_п - коэффициент, учитывающий потери в сети (1,03 - 1,05);

Ц_э - цена 1 кВт.ч электроэнергии, руб/кВт.ч.

С = (11·727+12·1522+7,5·255+15·2034+15·674+4·492+11·642+11·480+

+8·1,5·4015·0,21)·1,05·1,04·200 = 20,4 млн. руб.;

С = (10·199+10·3056+7,5·239+3,7·307+4·1,5·4015·0,245)·1,05·1,04·200= 9 млн. руб.

Затраты на сжатый воздух (С_сж), определяют по формуле:

С_сж = Н_сж · F_д_Σ ·k_п · Ц_сж , (4.24)

где Н_сж - среднечасовая норма расхода сжатого воздуха на один станок (1...3 м³/час);

F_д_Σ -действительный суммарный фонд времени работы оборудования использующего сжатый воздух, ч;

k_п- коэффициент, учитывающий потери сжатого воздуха (равен 1,5);

Ц_сж - цена 1 м³ сжатого воздуха, руб/м³.

С^Б_сж = 2·6826·1,5·20=0,41 млн. руб.;

С^П_сж = 2·3801·1,5·20=0,23 млн. руб.

Затраты на приготовление СОЖ(из базового варианта):

С^Б_СОЖ = С^П_СОЖ =17 тыс.руб.

Затраты на воду для бытовых нужд (С_в.б):

С_в.б= Н_в.б · k_зан ·Д_раб· n_Σ ·Ц_в.б·, (4.26)

где Н_в.б- норма расхода воды на одного работающего в смену (0,06м³);

n_Σ - количество работающих, чел.;

Д_раб - количество рабочих дней в году;

Ц_в.б - стоимость 1 м³ воды для бытовых нужд, руб/м³;

k_зан - коэффициент занятости, работника выпуском рассматриваемой продукции.

С^Б_в.б= 0,06 · 9 · 569 ·1360 · 0,21 = 87,7 тыс.руб.

С^П_в.б= 0,06 · 5 · 569 ·1360 · 0,245 = 56,9 тыс.руб.

Затраты на смазочно-обтирочные (вспомогательные) материалы для оборудования:

, (4.27)

где h - количество моделей оборудования;

- средняя величина затрат на смазочно-обтирочные материалы за год в расчете на единицу оборудования i-го вида, (руб/год)/ед.об.;

О_п- количество принятого производственного оборудования i-го вида, шт.

С = 250000·8 = 2 млн. руб.;

С = 250000·4 = 1 млн. руб.

Затраты по приспособлениям, режущему и мерительному инструменту и прочей оснастке:

С_инстр.= 18%·К_осн, (4.28)

С= 0,18·2,64=0,48 млн. руб.;

С= 0,18·5,22=0,94 млн. руб.

В первом приближении расходы по содержанию зданий и сооружений за год можно принять в процентах от их стоимости:

С_{сод. зд.}= 2%·К_зд, (4.29)

С= 0,02·12,2=0,24 млн. руб.;

С= 0,02·6,97= 0,14 млн. руб.

Затраты на амортизацию зданий и инвентаря:

С_а = 1%·К_зд, (4.30)

С = 0,01·12,2= 0,12 млн. руб.;

С = 0,01·6,97= 0,07 млн. руб.

Расходы на охрану труда:

С_охр.тр.= 5%· С, (4.31)

С= 0,05·18,2=0,91 млн. руб.;

С= 0,05·14,6=0,73 млн. руб.

На основании произведенных расчетов заполняем таблицы 4.8, 4.9, 4.10.

Таблица 4.8 - Смета расходов на содержание и эксплуатацию оборудования.

Наименование статей расходов	Ед. измере- ния	Величина расходов
		Базовый вариант	Проектируемый вариант
1	2	3	4
1. Амортизация оборудования, транспортных средств и ценного инструмента и приспособлений	млн. руб.	6,5	7,67
2. Затраты на эксплуатацию оборудования всего в том числе: - стоимость вспомогательных материалов; - основная и дополнительная зарплата вспомогательных рабочих с отчислениями на соцстрах(с учетом уборщиков производственных помещений); - затраты на энергию для технологических целей; - затраты по приспособлениям, режущему и мерительному инструментам и прочей оснастке.	млн. руб.	39,75 2 16,46 20,81 0,48	27,63 1 16,46 9,23 0,94
3. Затраты на текущий ремонт оборудования и транспортных средств	млн. руб.	2,1	4,2
4. Затраты на МБП	млн. руб.	0,8	0,8
ИТОГО:	млн. руб.	49,15	40,3

Таблица 4.9- Смета цеховых расходов.

Наименование статей расходов	Ед. измере ния	Величина расходов
		Базовый вариант	Проектируемый вариант
1	2	3	4
1. Содержание аппарата управления цехом (участка) (фонд заработной платы служащих с отчислениями)	млн. руб.	4,1	4,8
2. Затраты на воду	млн. руб.	0,09	0,06
3. Амортизация зданий	млн. руб.	0,12	0,07
4. Содержание зданий	млн. руб.	0,24	0,14
5. Испытания, опыты и исследования, рационализация и изобретательство	млн. руб.	3	3
6. Охрана труда	млн. руб.	0,91	0,73
7. Прочие расходы (3% от суммы затрат пунктов 1-6)	млн. руб.	0,25	0,26
ИТОГО:	млн. руб.	8,71	9,06

Таблица 4.10 - Калькуляция цеховой себестоимости продукции.

Наименование статей расходов	Ед. измерения	Величина расходов
		Базовый вариант	Проектируемый вариант
1	2	3	4
1. Стоимость основных материалов, за вычетом возвратных отходов	млн. руб.	222,64	222,64
2. Основная заработная плата основных рабочих	млн. руб.	8,4	4,8
3. Дополнительная заработная плата основных рабочих	млн. руб.	2,94	1,68
4. Налоги и отчисления в бюджет и внебюджетные фонды с зарплаты производственных рабочих	млн. руб.	3,97	2,27
5. Расходы на содержание и эксплуатацию оборудования	млн. руб.	49,15	40,3
6. Цеховые расходы	млн. руб.	8,71	9,06
ИТОГО:	млн. руб.	295,81	280,75

.4 Оценка экономической эффективности варианта технологического процесса

Общая экономическая эффективность проекта оценивается показателем (коэффициентом), характеризующим величину прироста чистой прибыли предприятия на каждый рубль необходимых для получения этой прибыли капиталовложений:

К_п = , (4.32)

где П^ч - чистая прибыль предприятия от реализации годового объема производственных изделий, млн. руб.;

К - капиталовложения, необходимые для производства годового объема изделий, млн. руб.

Как следует из формулы (4.32), для определения коэффициента общей экономической эффективности надо знать размер чистой прибыли, которая определяет цель деятельности предприятия по выпуску продукции.

где Q - годовой объем выпуска продукции в стоимостном выражении, млн. руб.

Q = С+П_бал+Н_НДС, (4.34)

где С - себестоимость годового выпуска продукции, млн. руб.;

П_бал- балансовая прибыль по выпускаемой продукции, млн. руб.;

П_бал = С·, (4.35)

где R - реальная или введенная норма рентабельности базового проекта, %.

Н_НДС- сумма налога на добавленную стоимость, руб.

где - ставка налога на добавленную стоимость, %;

Н_нед - сумма налога на недвижимость, млн. руб.:

Н_нед = (К_об+К_зд) ·, (4.36)

где Т_нед - годовая ставка налога на недвижимость, %.

Н_пр - сумма налога на прибыль, млн. руб.:

Н_пр = П_нал·, (4.3

где П_нал - прибыль предприятия, облагаемая налогом на прибыль, млн. руб.;

Т_пр - ставка налога на прибыль, %.

П_нал = П_бал -Н_нед, (4.38)

Подставив численные значения в формулы, получим:

П_бал^Б = 295,81· = 73,95 млн. руб.

Н=(295,81+73,95) ·=66,56 млн. руб.

Q^Б= Q^ПР= 295,81+73,95+66,56 = 436,32 млн. руб.

П_бал^ПР= - 280,75 = 89,01 млн. руб.

Н= (26,35+12,2) · = 0,39 млн. руб.;

Н= (52,15+6,97) · = 0,59 млн. руб.

П_нал^Б= 73,95 - 0,39= 73,56 млн. руб.;

П_нал^ПР = 89,01 - 0,59= 88,42 млн. руб.

Н= 73,56 · = 17,65 млн. руб.;

Н= 88,42 · = 21,22 млн. руб.

П_ч^Б = 436,32 - (295,81+0,39+17,65) = 122,47 млн. руб.;

П_ч^ПР = 436,32 - (280,75 +0,59+21,22) = 133,76 млн. руб.

К= = 1,24;

К= = 1,33.

Таблица 4.11 - Основные технико-экономические показатели проекта.

Наименование показателя	Единица измерения	Величина показателя		Величина отклонения
		Базовый вариант	Проектир вариант	Абсо-лютн.	Относ.
1	2	3	4	5	6
1. Годовой выпуск продукции: - в натуральном выражении - в стоимостном выражении по цене базового предприятия	шт млн. руб.	10000 436,32	10000 436,32	- -	- -
2. Общая стоимость основных производственных фондов, всего В том числе: - здания - оборудование	млн. руб.	38,55 12,2 26,35	59,12 6,97 52,15	-20,57 5,23 -25,8	0,53 0,43 0,98
3. Производственная площадь цеха (участка)	м²	176	88	88	0,5
4. Численность производственных рабочих, всего В том числе: - основных производственных рабочих - вспомогательных рабочих		12	8 5 3	4 4 0	0,34 0,44 0
	чел.	9
		3
5. Трудоемкость изготовления единицы продукции	мин./шт.	40,94	22,79	18,15	0,44
6. Выпуск продукции на одного производственного рабочего: - в стоимостном выражении - в натуральном выражении	млн.руб/чел шт./чел.	36,36 834	54,54 1250	-18,18 -416	0,5 0,5
7. Фондоотдача	руб./руб	3,25	3	0,25	0,08
8. Фондовооруженность труда	млн.руб./ чел	8,21	12,56	-4,35	0,53
9. Средняя загрузка оборудования		0,21	0,245	0,03	0,14
10. Цеховая себестоимость годового объема выпуска продукции	млн. руб.	295,81	280,75	15,06	0,05
11. Размер чистой прибыли	млн. руб.	122,47	133,76	-11,29	0,09
12. Рентабельность	%	25	32	-7	0,28
13. Абсолютная (общая) эффективность капиталовложений	млн. руб.	1,24	1,33	-0,09	0,07

5. Охрана труда и окружающей среды

технологическая обработка деталь корпус

5.1 Охрана труда

Охрана труда - это система правовых, социально-экономических, организационных, технических, санитарно-гигиенических и других мероприятий, направленных на обеспечение здоровых и безопасных условий труда на производстве. Создание здоровых и безопасных условий труда, полная ликвидация травматизма и профессиональных заболеваний является важнейшей государственной задачей охраны труда в РБ. Она установлена и регулируется Конституцией РБ, Трудовым Кодексом и различными правилами и нормами, а так же инструкциями по охране труда. Основным законодательным актом, который регулирует отношения в области охраны труда для работника и нанимателя независимо от формы собственности и ведомственного подчинения является Трудовой Кодекс РБ.

В целях охраны произведения Трудовой Кодекс возлагает на администрацию предприятия, во-первых, проведение инструктажа рабочих и служащих по технике безопасности, производственной санитарии, противопожарной охране и другим правилам охраны труда, во-вторых, организацию работы по профессиональному отбору и, в-третьих, осуществление постоянного контроля над соблюдением работниками всех требований инструкции по охране труда. На главного инженера возлагается оперативное руководство организацией инструктажа (обучения) и ответственность за его проведение в целом на предприятии. Непосредственный контроль над своевременным проведением инструктажа осуществляет инженер по охране труда. Начальник цеха и мастер участка несут ответственность за своевременное проведение инструктажа. Инструктажи бывают: вводный, первичный, на рабочем месте, повторный, внеплановый, целевой. Рабочие и служащие обязаны соблюдать инструкции по охране труда, установленные требования обращения с машинами и механизмами, а также пользоваться выдаваемыми им средствами индивидуальной защиты.

Одним из необходимых условий здорового и высокопроизводительного труда является обеспечение чистоты воздуха и нормальных условий микроклимата в рабочей зоне помещения. Оптимальные и допустимые значения микроклимата, а именно: температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха устанавливаются согласно ГОСТ 12.1.005-76 «Воздух рабочей зоны. Общие санитарно-технические требования» в зависимости от тяжести выполняемой работы и сезона года. Для обеспечения микроклимата и чистоты воздушной среды участок оборудован приточно-вытяжной вентиляцией, которая удаляет загрязненный или нагретый воздух из помещения и подает в него свежий воздух. Источники интенсивных выделений пыли при точении, паров при мойке и другие оборудованы устройствами для местных отсосов. Загрязненный воздух перед выбросом в атмосферу очищают с помощью фильтров или специальных устройств (пылеосадочные камеры, циклоны, ротоклоны). Для подогрева воздуха в холодное время года предусмотрены калориферы.

В производственных условиях не всегда удается устранить все опасные и вредные производственные факторы путем проведения общетехнических мероприятий (устройство вентиляции, экранирование источников теплового излучения и др.). В этих случаях применяют средства индивидуальной защиты. Органы зрения защищаются очками не только от механических повреждений, но и от теплового излучения. Органы дыхания защищают фильтрующими средствами (респираторы и противогазы). Защита кожи лица, шеи и рук при работе с едкими различными веществами осуществляется применением защитных мазей и паст, которые наносятся на кожу перед началом работы, а по окончании ее легко смываются.

Сохранность зрения человека, состояние его центральной нервной системы и безопасность на производстве, производительность труда и качество выпускаемой продукции зависят от условий освещения. При освещении производственного помещения (участка) используют естественное, создаваемое светом неба, и искусственное, осуществляемое электрическими лампами, освещение. При выполнении слесарной (040), токарных с ЧПУ (010,025,030), сверлильной с ЧПУ (035), контрольной (045) к общему освещению добавляется местное, концентрирующее световой поток непосредственно на рабочих местах (электрические лампы). Для защиты глаз от ультрафиолетового и инфракрасного излучения, слепящей яркости видимого излучения на операциях сварки (020) применяют защитные очки, щитки, шлемы.

Увеличение производительности, рост мощностей и быстроходности оборудования при одновременном снижении его материалоемкости сопровождается усилением вибраций. Особенно желательно снизить воздействие вибраций на операциях с ЧПУ (010,025,030,035). Воздействие вибраций не только ухудшает самочувствие работающего и снижает производительность труда, но и приводит к виброболезни. Основными методами борьбы с вибрацией машин и оборудования являются: снижение вибраций воздействием на источник возбуждения (посредством снижения или ликвидации вынуждающих сил); отстройка от режима резонанса путем рационального выбора массы или жесткости колеблющейся системы; вибродемпфирование (процессе уменьшения уровня вибрации путем превращения энергии механических колебаний данной колеблющейся системы в тепловую энергию-использование композиционных материалов, пластмасс, дерева, резины, полимеров); динамическое гашение колебаний; изменение конструктивных элементов машин; виброизоляция (виброизолирующие опоры типа упругих прокладок или пружин).

На слесарной операции (040) при работе с ручной пневматической шлифовальной машинкой применяют средства индивидуальной защиты рук от воздействия вибраций: рукавицы, перчатки, виброзащитные прокладки. В целях профилактики вибрационной болезни для работающих с вибрирующим оборудованием рекомендуется специальный режим работы.

Шум на производстве, который возникает при механической обработки, наносит большой ущерб, вредно воздействует на организм человека (ухудшение слуха, глухота, нарушается процесс пищеварения), вследствие чего снижается производительность. Утомление рабочих и операторов из-за сильного шума увеличивает число ошибок при работе, способствует возникновению травм. Для снижения шума используют такие методы, как: изменение в конструкции шумообразующего источника; заключение его в изолирующие кожухи; использование глушителей шума при выпуске сжатого воздуха из пневмосистемы (на сверлильных операциях 015,035); размещение наиболее мощных источников шума в звукоизолирующих помещениях; использование звукопоглощающей облицовки потолков и стен, штучных звукопоглотителей и звукопоглощающих экранов, виброизолирующих фундаментов и амортизаторов под оборудование. К средствам индивидуальной защиты от шума относят вкладыши, наушники и шлемы.

В связи с тем, что при производстве корпуса на всех операциях технологического процесса применяется электричество, большое значение уделяется электробезопасности. Основными мерами защиты от поражения током являются:

а) обеспечение недоступности токоведущих частей, находящихся под напряжением, для случайного прикосновения (изоляция токоведущих частей, ограждения);

б) электрическое разделение сети; устранение опасности поражения при появлении напряжения на корпусах, кожухах и других частях электрооборудования, что достигается применением малых напряжений, использованием двойной изоляции, защитным заземлением, занулением, защитным отключением; организация безопасной эксплуатации электроустановок (медосмотр, обучение и квалификация);

в) применение специальных электрозащитных средств - переносных приборов и приспособлений (диэлектрические резиновые перчатки, инструмент с изолирующими рукоятками, диэлектрические галоши и коврики, указатели напряжения, предупредительные плакаты, временные переносные ограждения-щиты).

На участке предусмотрены защитные ограждения возле основного и вспомогательного оборудования и пульты аварийного его отключения.

Так как вес детали «Корпус 503А-8603512-02» равен 18,8 кг то для установки и снятия её на всех операциях используются манипуляторы. Для обеспечения безопасности эксплуатации манипуляторов применяют: концевые выключатели, автоматически отключающие механизмы подъема детали; ограничители грузоподъемности, предохраняющие манипулятор от перегрузки путем выключения механизма подъема; звуковую и световую сигнализацию, предупреждающую о наступлении аварийной ситуации.

Подробно распишем меры безопасности при работе с манипуляторами, используемыми для поднятия корпуса.

К работе допускаются лица, не моложе 18 лет, закрепленные за механизмом, знающие устройство и правила его эксплуатации, имеющие навыки по управлению манипулятором и строповки грузов и пошедшие инструктаж по технике безопасности для работы с ним.

Перед началом работы на манипуляторе необходимо:

проверить исправность труб пневмосети манипулятора;

при случайном повреждении пневмомагистрали после обратного клапана (свободное истечение воздуха в атмосферу) грузозахватный орган с грузом резко опускается;

осмотреть наружное состояние механизма;

осмотреть закрепление противовеса;

проверить состояние захватного устройства, надежность закрепления захвата в блоке управления.

При работе с манипулятором необходимо следить за тем, чтобы груз был надёжно закреплен грузозахватным устройством. Запрещается освобождать захват от груза при неполном стравливании воздуха из системы. Для полного стравливания необходимо воздействовать на рукоятку астатического управления вниз.

Запрещается работать с манипулятором при любой его неисправности. Полное техническое освидетельствование манипулятора, находящегося в эксплуатации, производить один раз в 3 года, частичное не реже одного раза в год согласно «Правилам устройства и безопасной эксплуатации грузоподъёмных кранов». При замене несущих расчётных конструкций манипулятора, находящегося в эксплуатации, проводить внеочередное полное техническое освидетельствование.

Планировка участка выполнена в соответствии с требованиями ГОСТов и СНиПов о безопасном расположении оборудования на участке механической обработки деталей: ширина проходов (проездов) - 4.5 м, не менее; расстояние между оборудованием и коробами - 0.3 м, не менее; оборудование участка расположено в одну линию на соответствующем расстоянии друг от друга, что обеспечивает хороший доступ к станкам рабочих (основных и вспомогательных).

Спроектируем общую систему освещения. (Кноринг Г.М. Справочник для проектирования электрического освещения)

Выбираем тип светильников с учетом характеристик светораспределения, по экономическим показателям, условиям среды, а также с учетом требований взрыво- и пожаробезопасности.

Световой поток ряда ламп (Ф_л, лм) светильников при люминесцентных лампах рассчитывается по формуле:

Ф_л =Е_н·S·z·k_зап / (n·h), (4.1)

где Е_н - нормативная минимальная освещенность, лк; выбираем исходя из СНиП II-В.6-59; - площадь освещаемого помещения, м², S = 88 м²(согласно планировки участка);- коэффициент минимальной освещенности, z = 1,1 по СНиП II-В.6-59;_зап - коэффициент запаса для люминесцентных ламп, k_зап = 1,5. согласно ГОСТ 6825-61;- количество рядов светильников в помещении, (принимаем согласно площади участка и минимального практического расстояния расположения рядов светильников между собой - 8);

h - коэффициент использования светового потока ламп, зависящих от КПД и кривой распределения силы света светильника, высоты подвеса светильников и показателей помещения, принимаем h=40…60%.

Тогда:

Ф_л = 200·88·1,1·1,5 / (8·0,45) = 8067 лм.

При расположении в ряду 5-и ламп определяем световой поток одной лампы Ф_л1:

Ф_л1 = Ф_л / 5 (4.1)

Ф_л1 = 8067 / 5=1613 лм.

По световому потоку Ф_л = 1600 лм выбираем по ГОСТ 6825-61 стандартную лампу ЛДЦ-80 со световым потоком 1600 лм и световой отдачей 34 лм/Вт.

.2 Охрана окружающей среды

С экологической точки зрения технологический процесс обработки детали корпус передняя является относительно безопасным. На производстве не используются вещества, процессы, способные нанести значительный ущерб окружающей среде. Однако несоблюдение элементарных правил эксплуатации производственного оборудования, применения смазочно-охлаждающих технологических сред (СОТС) может привести к загрязнению окружающей среды, ухудшению здоровья рабочих.

Для обеспечения чистоты воздушной среды цех оборудован приточно-вытяжной вентиляцией, которая удаляет загрязненный воздух из помещения и подает в него свежий воздух. Источники интенсивных выделений, паров при мойке, вредных аэрозолей при окраске, сварочные кабины и другие оборудованы устройствами для местных отсосов. Загрязненный воздух перед выбросом в атмосферу очищается с помощью фильтров и специальных устройств (пылеосадочные камеры, циклоны, ротоклоны).

При осуществлении мойки изделий используется водно-щелочной раствор. При этом с деталей удаляется остаток СОЖ, стружка. Для уменьшения вредных выбросов используется рециркуляция воды, предварительно очищенной в отстойниках и циклонах.

Отработанная СОЖ собирается в специальные емкости при станках. Водная и масляная фаза используется в качестве компонентов для приготовления эмульсий. Масляная фаза эмульсий поступает на регенерацию. Концентрация нефтепродуктов в сточных водах при сбросе их в канализацию должна соответствовать требованиям СНиП 11-32-74. Водную фазу СОЖ очищают до ПДК или разбавляют до допустимого содержания нефтепродуктов и сливают в канализацию. Контроль качества СОЖ на масляной основе производится одного раза в месяц, эмульсий - одного раза в неделю, синтетических и полусинтетических жидкостей - не реже одного раза в две недели. Не реже одного раза в неделю должен производиться анализ СОЖ на отсутствие микробов, вызывающих кожные заболевания. Дополнительный контроль СОЖ должен проводиться при появлении запаха или раздражения рук.

5.3 Обеспечение безопасности в чрезвычайных ситуациях

Проанализировав используемое оборудование при производстве детали «Корпус 503А-8603512-02» и техпроцесс, приходим к выводу, что на данном предприятии чрезвычайная ситуация может возникнуть в результате пожара.

Для предотвращения возникновения пожаров большое значение имеет противопожарная профилактика. Она предусматривает ряд мероприятий по предупреждению возникновения пожаров и их ликвидации:

Для пожароопасных цехов на промышленной площади отводят определённые участки и располагают с подветренной стороны по отношению к открытым складам ЛВЖ, сжиженные газы и т.п. Внутризаводские дороги должны обеспечивать беспрепятственный удобный проезд пожарных автомобилей к любому зданию. Одна из сторон предприятия должна примыкать к дороге общего пользования или сообщаться с ней проездами.

Эффективное мероприятие в рамках предотвращения пожаров - разделение здания на противопожарные отсеки противопожарными преградами. Они выполняются из несгораемых материалов и не должны иметь проёмов и отверстий, через которые могут проникать продукты горения при пожаре.

Для предупреждения распространения пожара с одного здания на другое между ними устраивают противопожарные взрывы, величина которых зависит от степени огнестойкости здания.

Эвакуационные выходы должны давать возможность людям безопасно и в короткий срок покинуть помещение в случае пожара. Эвакуационные выходы располагаются рассредоточено и имеют световые указатели с надписью «ВЫХОД». Ширина путей эвакуации - 1 м, не менее, а дверей на путях эвакуации - 0.8 м, не менее.

Удаление дыма из помещений при пожаре производится через оконные проёмы, аэрационные фонари, а также с помощью специальных дымовых люков, легко сбрасываемых конструкций.

При коротком замыкании возможно возникновение пожара, поэтому необходимо предусмотреть наличие устройств для выключения оборудования в данном экстренном случае.

Необходимо обеспечить защиту от молнии и защиту от электростатической индукции. Для защиты от электростатической индукции металлические корпуса оборудования присоединяют к защитному заземлению, а для защиты от молнии производят монтаж молниеотводов, которые, в свою очередь состоят из молниеприёмника, токоотвода и заземления.

Также необходима установка сигнализации, которая обеспечивает подачу полного и быстрого сообщения о пожаре с указанием места и его возникновения.

Соответствующим приказом по предприятию или распоряжением устанавливается порядок проведения противопожарного инструктажа, а именно:

рабочие служащие, вновь принятые на работу, могут быть допущены к работе только после прохождения первичного противопожарного инструктажа;

повторный инструктаж проводится не реже 1 раза в год или при переводе с одного участка работы на другой;

в соответствии с действующим ПУЭ проектируемое производство относиться к категории Д и к зоне класса Б-1а, в котором обращаются горючие вещества и материалы в холодном помещении, и взрывоопасные смеси не образуются при нормальных условиях эксплуатации. По огнестойкости данное помещение относится к II степени.

Литература

1. Антонюк В.Е. Конструктору станочных приспособлений.: Справочное пособие. - Мн.: Беларусь, 1991.

2. Горбацевич А.Ф., Шкред В.А. Курсовое проектирование по технологии машиностроения. - Мн.: Высшая школа, 1983.

3. Горохов В.А. Проектирование и расчет приспособлений. - Мн.: Высшая школа, 1983.

4. Демиденко Г.П. Защита объектов народного хозяйствования. - Киев: Высшая школа, 1987.

5. Мельников Г.Н., Вороненко В.П. Проектирование механосборочных цехов. - М.: Машиностроение, 1990.

6. Методические указания по выполнению курсового проекта по курсу “Технология машиностроения” для студентов специальности Т 03.01.00. - Брест, 1996.

7. Методические указания по расчету припусков расчетно-аналитическим методом. - Брест, 2000.

8. Справочник технолога - машиностроителя в двух томах./Под ред. Косиловой А.Г., М., Машиностроение, 1985г., Т.2.

9. Г.Н. Кирсанов и др. Руководство по курсовому проектированию металлорежущих инструментов: Учебное пособие для ВУЗов. - М.: Машино-строение, 1986.

10. Проектирование технологических процессов механической обработки в машиностроении: Учебное пособие/Под ред. В.В. Бабук - Мн.: Высшая школа, 1978.

Технологическая разработка участка изготовления корпуса 503А-8603512-02

Технологическая разработка участка изготовления корпуса 503А-8603512-02

Похожие работы на - Технологическая разработка участка изготовления корпуса 503А-8603512-02