Обработка деталей и технология машиностроения

Содержание Веление.

1. Технологическая часть.

1.1 Назначение и конструкция детали.

1.2 Анализ технологичности конструкции детали.

1.3 Определение типа производства.

1.4 Расчет количества деталей в партии.

1.5 Анализ существующего технологического процесса.

1.6 Выбор технологических баз.

1.7 Выбор способа получения заготовки.

1.8 Разработка маршрута обработки.

2. Конструкторская часть.

2.1 Разработка токарно-карусельного приспособления.

2.2 Приспособление расточное.

2.3 Приспособление для нарезания резьбы.

2.4 Контрольное приспособление.

3. Экономическая часть.

3.1 Основные фонды цеха.

3.2 Себестоимость продукции.

3.3 Затраты на основные материалы.

3.4 Расчет фондов заработной платы рабочих.

3.5 Расчеты на содержание и эксплуатацию оборудования.

3.6 Оборотный капитал.

3.7 Производственный капитал.

3.8 Определение цены единицы продукции.

3.9 Финансовый план Рентабельность проекта и технико-экономические показатели Охрана труда и безопасность проекта Заключение Список литературы.

Введение

Совокупность методов и приемов изготовления машин, выработанных в течение длительного времени и используемых в определенной области. Поэтому возникают такие понятия: технология обработки давлением, литья, сварки, сборки машин. Все эти области производства относятся к технологии машиностроения охватывающей все этапы процесса изготовления машинной продукции.

Однако под «технологией машиностроения» принято понимать научную дисциплину, изучающую процессы металлической обработки деталей и сборки машин и попутно затрачивающую вопросы выбора заготовки и методы их изготовления. В процессе технической обработки деталей машин возникает большое количество простейших вопросов, связанных с необходимостью выполнения технических требований, поставленными конструкторами перед изготовителями.

Эти обстоятельства объясняет развитие «технологии машиностроения» как научной дисциплиной в первую очередь в направлении изучения вопросов технологии металлической обработки и сборки, в наибольшей мере влияющие на производственную деятельность предприятия.

1. Технологическая часть.

1.1 Назначение и конструкция детали Деталь Корпус предназначена для изделия Отопительно-вентиляционная установка ОВ-95. Применяется для обогрева кузовов-фургонов различной спецтехники, салонов вахтовых автобусов.

Деталь работает при высоких температурах, поэтому к ней предъявляются требования высокой прочности.

В соответствии с ТЗ на Корпус действуют следующие нагрузки:

внутреннее давление, величина которого составляет 120 кгс/см²;

Деталь выполнена из титанового сплава ОТ4 ОСТ 1.90 018−81, который является эффективным материалом, т.к. титановый сплав сочетает в себе нехладноломкость алюминия и аустенитных сталей, высокую коррозионную стойкость лучших медноникилиевых сплавов и нержавеющих сталей, немагнитность, прочность и удельную прочность более высокие, чем у большинства конструкционных материалов.

Таблица 1.1.

Основные механические и физические свойства титанового сплава ОТ4.

Таблица 1.2.

Режимы термической обработки титанового сплава ОТ4 [3, лист 8].

1.2 Анализ технологичности конструкции детали При изучении чертежа детали «Корпус» я сделал следующие выводы:

— Чертёж содержит все необходимые сведения, дающие полное представление о детали, т. е. все проекции, разрезы и сечения дают полное представление о конфигурации детали и о возможных способах получения заготовки;

— На чертеже указаны все размеры с необходимыми отклонениями, требуемая шероховатость обрабатываемых поверхностей, допустимые отклонения от правильных геометрических форм, а также взаимного расположения поверхностей;

— Чертёж содержит все необходимые сведения о материале детали, термической обработке, массе детали.

На основании изучения условий работы детали, а так же учитывая заданную годовую программу, я сделал следующие выводы:

— Упрощение конструкции детали возможно если исключить пазы, проточки, выборки, карманы, однако это приведет к увеличению веса детали и существенно не снизит стоимости заготовки;

— Конфигурация детали сложна для выполнения;

— Допускается применение станков с ЧПУ, что повышает производительность обработки;

— Труднодоступных мест для подвода инструмента нет;

— Все допуски, шероховатость поверхностей и отклонения формы обеспечивается технологическими возможностями оборудования при выполнении операций;

— Измерение заданных на чертеже размеров не представляет особой сложности и может выполняться предельным мерным инструментом за исключением.

— Метод получения заготовки (поковка) в условиях данного производства выбран правильно, хотя возможно заменить на штамповку, что позволит сократить расход материала на припуски;

— Материал детали выбран правильно;

— Термическая обработка выбрана верно.

В целом деталь достаточно технологична, т.к. позволяет использовать производительное оборудование и выбрать удобные базы для установки, однако некоторую сложность при обработке представляют поверхности так называемые карманы и глухие отверстия, бобышки.

1. Уровень технологичности конструкции по точности обработки.

К_у.тч = К_б.тч / К_тч,.

где К_б.тч, К_тч — соответственно базовый и достигнутый коэффициенты точности обработки.

Определение коэффициента точности:

Ктч = 1 — 1 / Тср, где Тср — средняя точность обработки:

Тср = (SТi ni) /Sni.

где Тi — квалитет обрабатываемой поверхности данной детали; ni — количество размеров для каждого квалитета;

Тср = 2514 / 234 = 10,74;

Ктч = 1 — 1 / 10,74 =0,91.

2. Уровень технологичности конструкции по шероховатости поверхности:

К_у.ш = К_б.ш / К_ш,.

где К_б.ш, К_ш — соответственно базовый и достигнутый коэффициенты шероховатости поверхности.

Коэффициент шероховатости поверхности определяется по формуле:

Кш = 1 / Шср, где Шср — средняя шероховатость обработанных поверхностей:

Шср = (SШi ni) /Sni.

где Шi — шероховатость обрабатываемой поверхности данной детали; ni — количество поверхностей для каждой шероховатости;

Шср = 796 / 146 = 5,45.

Кш = 1 / 5,45 =0,18.

Значения достигнутых уровней технологичности конструкции по точности обработки и шероховатости следует определять после завершения технологического контроля чертежа детали и внесения в него рациональных изменений. Т.к. чертёж детали после завершения технологического контроля не подвергся пересмотру и изменению, поэтому, уровень технологичности конструкции по этим показателям равен единице.

3. Уровень технологичности конструкции по использованию материала.

К_у.и = К_б.и.м / К_и.м,.

где К_б.и.м, К_и.м — соответственно базовый и достигнутый коэффициенты использования материала.

Базовый коэффициент использования материала (при использовании поковки в качестве исходной заготовки):

К_б.и.м. = m_д / m_з = 17,5 / 220 =0,08.

Достигнутый коэффициент использования материала (при использовании штамповки в качестве исходной заготовки):

К_и.м. = m_д / m_з = 17,5 / 70=0,25.

где mд — масса готовой детали, mд = 17,5 кг; m_з — масса заготовки.

Уровень технологичности конструкции по использованию материала:

К_у.и. = К_б.и.м. / К_и.м. =0,08 /0,25 = 0,32.

Уровень технологической конструкции по трудоемкости изготовления:

К_у.т. = Т_и / Т_б.и ,.

где Т_и, Т_б.и -соответственно достигнутая и базовая трудоемкость изготовления детали.

К_у.т. = 32,07 / 42,03 = 0,76.

4. Уровень технологичности конструкции по технологической себестоимости:

К_у.с = С_т / С_б.т ,.

где С_т, С_б.т — соответственно достигнутая и базовая технологическая себестоимость детали.

К_у.с = 50 777,76 / 134 511,79 = 0,38.

1.3 Определение типа производства Тип производства характеризуется коэффициентом закрепления операций К_з.о. Значение коэффициента закрепления операций принимается для планового периода, равного одному году.

Расчет типа производства ведется для основных операций.

Исходные данные:

— годовая программа выпуска изделия N = 100 шт;

— действительный годовой фонд времени работы оборудования F_д = 4029ч [7, табл.2.1, с.22].

Данные по существующему заводскому технологическому процессу.

Таблица 1.3.

Количество станков m_p определяется по формуле:

.

где Т_шт — штучное время; з_з.н. — нормативный коэффициент загрузки оборудования з_з.н = 0,8 [7,с. 20].

Принятое число рабочих мест Р определяется округлением до ближайшего целого числа полеченного значения m_р.

Фактический коэффициент загрузки рабочего места:

з_з.ф = m_p/Р.

Количество операций выполняемых на рабочем месте О:

О = з_з.н./ з_з.ф.

Коэффициент закрепления операций:

.

Производство серийное, т.к. 10 < < 20 [, с.6].

1.4 Расчет количества деталей в партии Исходные данные:

Программа выпуска изделия N = 100 шт.;

Периодичность запуска-выпуска изделия, а = 24 дня;

Число рабочих дней в году F = 250 дней;

Средняя трудоемкость операций Т_шт.ср :

Т_шт.ср. = ,.

где Т_шт.i — штучное время i-й операции, мин; n — количество операций.

Т_шт.ср. = 2522 / 8 = 315,25 мин.

Расчетное количество деталей в партии:

n =.

Расчетное число смен на обработку партии деталей на участке.

смен Принятое число смен С_пр = 9 смен.

Принятое число деталей в партии:

деталей, где 476 — действительный фонд времени работы оборудования в смену, мин;

0,8 — нормативный коэффициент загрузки станков в серийном производстве.

1.5 Анализ существующего технологического процесса Анализ производится для изыскания возможностей совершенствования технологического процесса, повышения производительности и обеспечения качеств обработки.

Анализ ТП включает следующий перечень вопросов и ответов:

1. Целесообразность способа получения заготовки для заданных условий производства.

В базовом ТП заготовкой является поковка. При обработке данной заготовки приходится снимать очень много материала, коэффициент использования материала очень маленький. Данный тип заготовок характерен для единичного производства.

2. Правильность выбора баз.

По моему мнению, в данном ТП базы выбраны правильно.

3. Целесообразность применяемых способов обработки.

Способы обработки в ТП подобраны наиболее производительные.

4. Правильность последовательности операций для достижения заданной точности детали.

Для достижения заданной точности операции, т. е. их последовательность подобраны правильно, сначала черновые (токарные) для формирования баз, затем чистовые.

Операции: фрезерования, сверления, резьбонарезания. Порядок расположения этих операций в процессе обработки не играет большого значения.

5. Соответствие параметров применяемого оборудования требованиям данной операции.

Технологический процесс составлялся на основе существующих станков в цехе и поэтому существует возможность того, что станки могут быть большими габаритами, чем необходимые станки для обработки этой детали. А со стороны параметров применяемого оборудования, то они соответствуют требованиям операций выполняемых на них.

6. Степень концентрации операций.

Концентрация операций в данном технологическом процессе отсутствует. Все операции выполняются в строгой последовательности.

7. Обоснованность режимов резания.

Режимы резания подобраны, таким образом, чтобы свести к минимуму появления брака при обработке детали, но при этом, чтобы время на обработку также было минимальным.

8. Степень оснащенности операций технологической оснасткой [данные ТП].

На первой токарно-карусельной и следующих горизонтально-расточных операциях, деталь устанавливается в специальные приспособления с механическим зажимом.

При нарезании резьбы деталь закрепляется на угольнике.

При назначении оснастки целесообразно использовать пневмозажимы вместо механических, это сократило бы время на установку и снятие детали.

9. Обоснованность применяемого режущего инструмента [данные ТП].

На токарных операциях используются следующие резцы:

— резец 2112−0057 ВК8 ГОСТ 18 880–73, для подрезки торца;

— резец 2112−0063 ВК8 ГОСТ 18 880–73, для подрезки торца;

— резец 2130−0521 ВК8 ГОСТ 18 874–73;

— резец расточной 2141−0031 ВК8 ГОСТ 18 883–73;

— резец 2141−0045 IV-ВК8−1 ГОСТ 1883–73, для растачивания фаски;

— резец спец. с двумя R2, для точения канавки.

— резец канавочный спец. с двумя R0,5;

На фрезерных операциях используются специальные фрезы с материалом режущей части ВК8.

На сверлильной операции используется сверло (сверло 2309−0117 ВК8 ГОСТ 17 275–77).

На слесарной операции используются следующие инструменты:

— напильник 2820−0023 ГОСТ 1465–80, для зачистки заусенец;

— шкурка ГОСТ 6456–82;

— ветошь ГОСТ 6456–82;

— царапомер спец.

Контроль производится следующими инструментами:

— образцы шероховатости ГОСТ 9378–75;

— кольцо 8211−0112 8д. ГОСТ 17 763–72; кольцо 8211−1112 8д. ГОСТ 17 763–72, для контроля резьбы;

— скоба индикаторного типа СИ 600 ГОСТ 11 098–75;

— калибры ГОСТ 18 362–73;

— шаблоны спец.;

— фаскомер спец.

— штангенглубиномер ШГ-160 ГОСТ 166–89;

— штангенрейсмас ШР-250−0,05 ГОСТ 164;

— штангенциркули: ШЦ-1−125−0,1 ГОСТ 166–89, ШЦ-11−160−0,05 ГОСТ 166–89, ШЦ-11−250−0,05 ГОСТ 166–89, ШЦ-111−400−0,1 ГОСТ 166–89;

— микрометр МК-50−1 ГОСТ 6507–78;

— индикатор ИЧ 10 кл.1 ГОСТ 577–68;

Производительность обработки.

Производительность обработки невысокая, т.к. на токарных операциях используются универсальные станки, при использовании станков с ЧПУ сократилось бы время на вспомогательные операции; горизонтально — расточные операции можно заменить на высокоскоростное фрезерование, что также повысит производительность обработки. Много ручного труда на слесарных операциях (напильник это орудие труда наших дедов), использовании шлифмашинок при снятии заусенцев намного облегчило бы труд слесаря.

10. Качество обработки.

Данное технологическое оборудование вполне обеспечивает заданное качество, т. е. обеспечивает заданную шероховатость, точность и отклонение формы и расположения.

В результате анализа существующего на предприятии ТП я предлагаю следующие изменения:

— возможно заменить заготовку получаемой ковкой на штамповку, это позволит уменьшить расход материала и исключить обдирочную операцию;

— можно заменить станки: 1516 на 1512 и 1512Ф3; 2636 на 2В622МФ3, при этом повысится производительность обработки.

1.6 Выбор технологических баз Одним из главных вопросов при разработке технологического процесса, является правильный выбор баз и способов установки на станке заготовки при ее обработке. От него зависит точность обработки заготовки и величина необходимого припуска.

Основные соображения, которыми я руководствовалась при выборе установочных баз:

1. Необходимо использовать по возможности принцип совмещения баз, т. е. в качестве установочной базы брать поверхность, являющуюся измерительной базой.

2. Следует соблюдать принцип постоянства баз, т. е. в ходе обработки на всех основных технологических операциях использовать в качестве установочной базы одни и те же поверхности.

3. Когда постоянство установочной базы не может быть обеспечено, в качестве новой установочной базы выбираются обработанные поверхности.

4. Установочная база должна обеспечивать достаточную устойчивость и жесткость установки заготовки. Это достигается соответствующими размерами базовых поверхностей и их взаимным расположением.

5. Установочную базу следует выбирать с учетом простоты и дешевизны зажимного приспособления, а также удобства установки детали и ее закрепления.

Выбранные в качестве установочных баз поверхности должны быть обработаны на первых операциях.

Для выбора черновой установочной базы руководствуются следующим:

1. Для заготовок, у которых все поверхности обрабатываются, за черновую установочную базу принимают поверхности, имеющие наименьшие припуски.

2. Черновые базовые поверхности должны быть по возможности гладкими, не должны иметь штамповочных уклонов, на них не следует размещать прибыли, плоскости разъема моделей, штампов и форм.

1.7 Выбор способа получения заготовки Для изготовления детали «Корпус» заготовкой является поковка по ОСТ 1.9000−70. Особенностью получения заготовок ковкой является то, что при ковке используют универсальные инструменты и оборудование, что важно для мелкосерийного производства. Недостатками является низкая производительность, значительный расход металла на припуски и напуски.

В качестве другого варианта заготовки я предлагаю штамповку. Преимуществом такой заготовки является снижение припусков в 2−3 раза; возможность получения поверхности не требующих механической обработки; меньшие допуски на размер; низкая шероховатость.

Себестоимость получения заготовки рассчитываю для последующего сравнения себестоимости технологических процессов.

Данные для расчетов стоимости заготовки по вариантам [данные с завода].

Таблица 2.2.

Стоимость заготовки из поковки [3,c.31].

S_заг1 =,.

где C_i — базовая стоимость 1 т заготовок, руб; К_т — коэффициент, зависящий от точности заготовки, К_т = 1 — поковка нормальной точности [3, с. 37]; К_с — коэффициент, зависящий от степени сложности, К_с = 0,81 [3, табл.2.12, с. 38]; К_в — коэффициент, зависящий от массы, К_в = 0,7 [3, табл.2.12, c. 38]; К_м — коэффициент, зависящий от марки материала, К_м = 1,79 [3, с. 37]; К_п — коэффициент, зависящий от объема производства заготовок, К_п = 1 [3, с. 38]; Q — масса заготовки; q — масса детали, q = 17,5 кг;

S_заг1 =;

Стоимость заготовки штамповки:

S_заг2 = ,.

где C_i — базовая стоимость 1 т заготовок, руб; К_т = 1 — штамповка нормальной точности [3, с. 37]; К_с = 0,81 [3, табл.2.12, с. 38]; К_в = 0,7 [3, табл.2.12, c. 38]; К_м = 1,79 [3, с. 37]; К_п = 1 [3, с. 38].

S_заг2 =.

Экономический эффект для сопоставления способов получения заготовок, при которых технологический процесс механической обработки не меняется, рассчитываю по формуле:

Э_з = (S_заг1 — S_заг2) N,.

где N — годовая программа, N=100 шт.

Э_з = (129 900,3 — 47 060,7) 100 = 8 283 960 руб.

Экономический эффект от замены заготовки, получаемой ковкой, заготовкой, получаемой штамповкой, при неизменном технологическом процессе получается положительным.

По данным расчетов принимаю заготовку штамповку, т.к. этот вариант наиболее рациональный для данных условий производства.

1.8 Разработка технологического маршрута обработки (в сравнении с базовым вариантом) Критический анализ базового варианта ТП позволил внести технические корректировки и технические решения, которые представлены в табл. 2.3.

Таблица 1.5.

Произвожу сравнение базового технологического процесса и разработанного мной.

Стоимость механической обработки по базовому технологическому процессу:

Операция № 025. Токарно-карусельная. Обработка ведется на токарно-карусельном станке 1516; деталь устанавливается в 4-х кулачковый патрон. Цена станка 2200 тыс. руб. Габариты станка (длина х ширина х высота): 3190×3360×4100 мм. Мощность электродвигателя главного движения 30 кВт.

Норма штучного времени на операцию: Т_шт = 53 мин.

Часовые приведенные затраты:

С_п3 = С₃ + С_чз + Е_н (К_с + К_з),.

где С₃ — основная и дополнительная зарплата с начислениями, руб./ч; С_чз — часовые затраты по эксплуатации рабочего места, руб./ч; Е_н — нормативный коэффициент экономической эффективности капитальных вложений (в машиностроении Е_н = 0,15); К_с, К_з — удельные часовые капитальные вложения соответственно в станок и здание, руб./ч.

Основная и дополнительная зарплата с начислениями и учетом многостаночного обслуживания:

С₃ = е • С_тф • k • y,.

где е — коэффициент, учитывающий дополнительную зарплату, начисления на социальное страхование и приработок к основной зарплате в результате перевыполнения норм, е = 1,53 [c. 39]; С_тф — часовая тарифная ставка станочника-сдельщика соответствующего разряда, руб./ч, С_тф = 9,271 руб./ч (станочник 5-го разряда);

k — коэффициент, учитывающий зарплату наладчика, k = 1 [с. 39], т.к. наладка выполняется самим рабочим; y — коэффициент, учитывающий оплату рабочего при многостаночном обслуживании, y = 1 [с. 40], т.к. на каждый станок по одному рабочему.

С₃ = 1,53 · 9,271 · 1 · 1 = 14,18 руб./ч;

Часовые затраты по эксплуатации рабочего места:

С_чз = ,.

где — часовые затраты на базовом рабочем месте в условиях двухсменной работы, = 3,5 руб./ч — в серийном производстве [с.40]; К_м — коэффициент, показывающий, во сколько раз затраты, связанные с работой данного станка, больше, чем аналогичные расходы у базового станка, К_м = 4,9 [прил. 2, с. 148]; ц — поправочный коэффициент:

ц = ,.

где б — доля постоянных затрат в себестоимости часовых на рабочем месте, б = 0,57 [прил. 2, с. 148]; з₃ — коэффициент загрузки станка, з₃ = 0,8 — для серийного производства;

ц = ,.

С_чз = руб./ч, Капитальные вложения в станок, руб./ч:

К_с = ,.

где Ц — балансовая стоимость установки, Ц = 2 200 000 · 1,1 = 2 420 000 руб; F_д — действительный годовой фонд времени работы станка, F_д = 4 029 ч;

К_с = руб./ч;

Капитальные вложения в здание, руб./ч:

К₃ = ,.

где F — производственная площадь занимаемая станком с учетом проходов, м²,.

F = f · k_f ,.

где f — площадь станка в плане, f = 3,19 • 3,36 = 10,72 м²; k_f — коэффициент, учитывающий дополнительную производственную площадь проходов, проездов и др., К_f = 2 для станка с площадью в плане свыше 10 до 20 м² [с. 43];

F = 10,72 · 2 = 21,44 м²;

К₃ = руб./ч;

Часовые приведенные затраты:

С_п3 = 14,18 + 17,15 + 0,15 · (750,81+0,52) = 144,03 руб./ч;

Технологическая себестоимость операции:

С_о =, коп;

где Т_{шт (ш-к)} — штучное или штучно-калькуляционное время на операцию; К_в — коэффициент выполнения норм, К_в = 1,3 [3, с. 43].

С_о = руб.

Операция № 035. Токарно-карусельная. Обработка ведется на токарно-карусельном станке 1516; деталь устанавливается в 4-х кулачковый патрон. Цена станка 2200 тыс. руб. Габариты станка (длина х ширина х высота): 3190×3360×4100 мм. Мощность электродвигателя главного движения 30 кВт.

Норма штучного времени на операцию: Т_шт = 86 мин.

Технологическая себестоимость операции:

С_о = ,.

Часовые приведенные затраты:

С_п3 = С₃ + С_чз + Е_н (К_с + К_з),.

Основная и дополнительная зарплата с начислениями и учетом многостаночного обслуживания:

С₃ = е • С_тф • k • y,.

где е = 1,53 [c. 39]; С_тф = 9,271 руб./ч (станочник 5-го разряда); k = 1 [с. 39], т.к. наладка выполняется самим рабочим; y = 1 [с. 40], т.к. на каждый станок по одному рабочему.

С₃ = 1,53 · 9,271 · 1 · 1 = 14,18 руб./ч;

Часовые затраты по эксплуатации рабочего места:

С_чз = ,.

где = 3,5 руб./ч — в серийном производстве [с.40]; К_м = 4,9 [прил. 2, с. 148];

ц = ,.

где б = 0,57 [прил. 2, с. 148]; з₃ = 0,8 — для серийного производства;

ц = ,.

С_чз = руб./ч, Капитальные вложения в станок, руб./ч:

К_с = ,.

где Ц — балансовая стоимость установки, Ц = 2 200 000 · 1,1 = 2 420 000 руб; F_д — действительный годовой фонд времени работы станка, F_д = 4 029 ч;

К_с = руб./ч;

Капитальные вложения в здание, руб./ч:

К₃ = ,.

где F — производственная площадь занимаемая станком с учетом проходов, м²,.

F = f · k_f ,.

где f = 3,19 • 3,36 = 10,72 м²; k_f = 2 для станка с площадью в плане свыше 10 до 20 м² [с. 43];

F = 10,72 · 2 = 21,44 м²;

К₃ = руб./ч;

Часовые приведенные затраты:

С_п3 = 14,18 + 17,15 + 0,15 · (750,81+0,52) = 144,03 руб./ч;

Технологическая себестоимость операции:

С_о = руб.

Операция № 045. Токарно-карусельная. Обработка ведется на токарно-карусельном станке 1516; деталь устанавливается в специальное приспособление. Цена станка 2200 тыс. руб. Габариты станка (длина х ширина х высота): 3190×3360×4100 мм. Мощность электродвигателя главного движения 30 кВт.

Норма штучного времени на операцию: Т_шт = 285 мин.

Технологическая себестоимость операции:

С_о = ,.

Часовые приведенные затраты:

С_п3 = С₃ + С_чз + Е_н (К_с + К_з),.

Основная и дополнительная зарплата с начислениями и учетом многостаночного обслуживания:

С₃ = е • С_тф • k • y,.

где е = 1,53 [c. 39]; С_тф = 9,271 руб./ч (станочник 5-го разряда); k = 1 [с. 39], т.к. наладка выполняется самим рабочим; y = 1 [с. 40], т.к. на каждый станок по одному рабочему.

С₃ = 1,53 · 9,271 · 1 · 1 = 14,18 руб./ч;

Часовые затраты по эксплуатации рабочего места:

С_чз = ,.

где = 3,5 руб./ч — в серийном производстве [с.40]; К_м = 4,9 [прил. 2, с. 148];

ц = ,.

где б = 0,57 [прил. 2, с. 148]; з₃ = 0,8 — для серийного производства;

ц = ,.

С_чз = руб./ч, Капитальные вложения в станок, руб./ч:

К_с = ,.

где Ц — балансовая стоимость установки, Ц = 2 200 000 · 1,1 = 2 420 000 руб; F_д — действительный годовой фонд времени работы станка, F_д = 4 029 ч;

К_с = руб./ч;

Капитальные вложения в здание, руб./ч:

К₃ = ,.

где F — производственная площадь занимаемая станком с учетом проходов, м²,.

F = f · k_f ,.

где f = 3,19 • 3,36 = 10,72 м²; k_f = 2 для станка с площадью в плане свыше 10 до 20 м² [с. 43];

F = 10,72 · 2 = 21,44 м²;

К₃ = руб./ч;

Часовые приведенные затраты:

С_п3 = 14,18 + 17,15 + 0,15 · (750,81+0,52) = 144,03 руб./ч;

Технологическая себестоимость операции:

С_о = руб.

Операция № 055. Горизонтально-расточная. Обработка ведется на горизонтально-расточном станке 2636; деталь устанавливается в специальное приспособление. Цена станка 2600 тыс. руб. Габариты станка (длина х ширина х высота): 6960×5070×4805 мм. Мощность электродвигателя главного движения 37 кВт.

Норма штучного времени на операцию: Т_шт = 640 мин.

Технологическая себестоимость операции:

С_о = ,.

Часовые приведенные затраты:

С_п3 = С₃ + С_чз + Е_н (К_с + К_з),.

Основная и дополнительная зарплата с начислениями и учетом многостаночного обслуживания:

С₃ = е • С_тф • k • y,.

где е = 1,53 [c. 39]; С_тф = 9,271 руб./ч (станочник 5-го разряда); k = 1 [с. 39], т.к. наладка выполняется самим рабочим; y = 1 [с. 40], т.к. на каждый станок по одному рабочему.

С₃ = 1,53 · 9,271 · 1 · 1 = 14,18 руб./ч;

Часовые затраты по эксплуатации рабочего места:

С_чз = ,.

где = 3,5 руб./ч — в серийном производстве [с.40]; К_м = 4,4 [прил. 2, с. 148];

ц = ,.

где б = 0,65 [прил. 2, с. 148]; з₃ = 0,8 — для серийного производства;

ц = ,.

С_чз = руб./ч, Капитальные вложения в станок, руб./ч:

К_с = ,.

где Ц — балансовая стоимость установки, Ц = 2 600 000 · 1,1 = 2 860 000 руб; F_д — действительный годовой фонд времени работы станка, F_д = 4 029 ч;

К_с = руб./ч;

Капитальные вложения в здание, руб./ч:

К₃ = ,.

где F — производственная площадь занимаемая станком с учетом проходов, м²,.

F = f · k_f ,.

где f = 6,96 • 5,07 = 35,28 м²; k_f = 1,5 для станка с площадью в плане более 20 м² [с. 43];

F = 35,28 · 1,5 = 52,93 м²;

К₃ = руб./ч;

Часовые приведенные затраты:

С_п3 = 14,18 + 15,67 + 0,15 · (887,32+1,29) = 163,14 руб./ч;

Технологическая себестоимость операции:

С_о = руб.

Операция № 065. Горизонтально-расточная. Обработка ведется на горизонтально-расточном станке 2636; деталь устанавливается в специальное приспособление. Цена станка 2600 тыс. руб. Габариты станка (длина х ширина х высота): 6960×5070×4805 мм. Мощность электродвигателя главного движения 37 кВт.

Норма штучного времени на операцию: Т_шт = 838 мин.

Часовые приведенные затраты (из ранее рассчитанного):

С_п3 = 14,18 + 15,67 + 0,15 · (887,32+1,29) = 163,14 руб./ч;

Технологическая себестоимость операции:

С_о = руб.

Операция № 070. Горизонтально-расточная. Обработка ведется на горизонтально-расточном станке 2636; деталь устанавливается в специальное приспособление. Цена станка 2600 тыс. руб. Габариты станка (длина х ширина х высота): 6960×5070×4805 мм. Мощность электродвигателя главного движения 37 кВт.

Норма штучного времени на операцию: Т_шт = 296 мин.

Часовые приведенные затраты (из ранее рассчитанного):

С_п3 = 14,18 + 15,67 + 0,15 · (887,32+1,29) = 163,14 руб./ч;

Технологическая себестоимость операции:

С_о = руб.

Операция № 090. Токарно-карусельная. Обработка ведется на токарно-карусельном станке 1516; деталь устанавливается в специальное приспособление, которое закрепляется на угольнике. Цена станка 2200 тыс. руб. Габариты станка (длина х ширина х высота): 3190×3360×4100 мм. Мощность электродвигателя главного движения 30 кВт.

Норма штучного времени на операцию: Т_шт = 64 мин.

Технологическая себестоимость операции:

С_о = ,.

Часовые приведенные затраты:

С_п3 = С₃ + С_чз + Е_н (К_с + К_з),.

деталь машина конструкция Основная и дополнительная зарплата с начислениями и учетом многостаночного обслуживания:

С₃ = е • С_тф • k • y,.

где е = 1,53 [c. 39]; С_тф = 9,271 руб./ч (станочник 5-го разряда); k = 1 [с. 39], т.к. наладка выполняется самим рабочим; y = 1 [с. 40], т.к. на каждый станок по одному рабочему.

С₃ = 1,53 · 9,271 · 1 · 1 = 14,18 руб./ч;

Часовые затраты по эксплуатации рабочего места:

С_чз = ,.

где = 3,5 руб./ч — в серийном производстве [с.40]; К_м = 4,9 [прил. 2, с. 148];

ц = ,.

где б = 0,57 [прил. 2, с. 148]; з₃ = 0,8 — для серийного производства;

ц = ,.

С_чз = руб./ч, Капитальные вложения в станок, руб./ч:

К_с = ,.

где Ц — балансовая стоимость установки, Ц = 2 200 000 · 1,1 = 2 420 000 руб; F_д — действительный годовой фонд времени работы станка, F_д = 4 029 ч;

К_с = руб./ч;

Капитальные вложения в здание, руб./ч:

К₃ = ,.

где F — производственная площадь занимаемая станком с учетом проходов, м²,.

F = f · k_f ,.

где f = 3,19 • 3,36 = 10,72 м²; k_f = 2 для станка с площадью в плане свыше 10 до 20 м² [с. 43];

F = 10,72 · 2 = 21,44 м²;

К₃ = руб./ч;

Часовые приведенные затраты:

С_п3 = 14,18 + 17,15 + 0,15 · (750,81+0,52) = 144,03 руб./ч;

Технологическая себестоимость операции:

С_о = руб.

Стоимость механической обработки по разработанному технологическому процессу:

Операция № 025. Токарно-карусельная. Обработка ведется на токарно-карусельном станке 1512; деталь устанавливается в 4-х кулачковый патрон. Цена станка 1700 тыс. руб. Габариты станка (длина х ширина х высота): 2875×2660×4100 мм. Мощность электродвигателя главного движения 30 кВт.

Норма штучного времени на операцию: Т_шт = 65,38 мин.

Технологическая себестоимость операции:

С_о = ,.

Часовые приведенные затраты:

С_п3 = С₃ + С_чз + Е_н (К_с + К_з),.

Основная и дополнительная зарплата с начислениями и учетом многостаночного обслуживания:

С₃ = е • С_тф • k • y,.

где е = 1,53 [c. 39]; С_тф = 9,271 руб./ч (станочник 5-го разряда); k = 1 [с. 39], т.к. наладка выполняется самим рабочим; y = 1 [с. 40], т.к. на каждый станок по одному рабочему.

С₃ = 1,53 · 9,271 · 1 · 1 = 14,18 руб./ч;

Часовые затраты по эксплуатации рабочего места:

С_чз = ,.

где = 3,5 руб./ч — в серийном производстве [с.40]; К_м = 3,6 [прил. 2, с. 148];

ц = ,.

где б = 0,41 [прил. 2, с. 148]; з₃ = 0,8 — для серийного производства;

ц = ,.

С_чз = руб./ч, Капитальные вложения в станок, руб./ч:

К_с = ,.

где Ц — балансовая стоимость установки, Ц = 1 700 000 · 1,1 = 1 870 000 руб; F_д — действительный годовой фонд времени работы станка, F_д = 4 029 ч;

К_с = руб./ч;

Капитальные вложения в здание, руб./ч:

К₃ = ,.

где F — производственная площадь занимаемая станком с учетом проходов, м²,.

F = f · k_f ,.

где f = 2,875 • 2,660 = 7,65 м²; k_f = 2,5 для станка с площадью в плане свыше 10 до 20 м² [с. 43];

F = 7,65 · 2,5 = 19,125 м²;

К₃ = руб./ч;

Часовые приведенные затраты:

С_п3 = 14,18 + 12,16 + 0,15 · (580,14+0,46) = 113,42 руб./ч;

Технологическая себестоимость операции:

С_о = руб.

Операция № 030. Токарно-карусельная. Обработка ведется на токарно-карусельном станке с ЧПУ 1512МФ3; деталь устанавливается в специальное приспособление. Цена станка 3000 тыс. руб. Габариты станка (длина х ширина х высота): 4260×3610×5615 мм. Мощность электродвигателя главного движения 42 кВт. Норма штучного времени на операцию: Т_шт = 195,86 мин. Технологическая себестоимость операции:

С_о = ,.

Часовые приведенные затраты:

С_п3 = С₃ + С_чз + Е_н (К_с + К_з),.

Основная и дополнительная зарплата с начислениями и учетом многостаночного обслуживания:

С₃ = е • С_тф • k • y,.

где е = 1,53 [c. 39]; С_тф = 9,271 руб./ч (станочник 5-го разряда); k = 1 [с. 39], т.к. наладка выполняется самим рабочим; y = 1 [с. 40], т.к. на каждый станок по одному рабочему.

С₃ = 1,53 · 9,271 · 1 · 1 = 14,18 руб./ч;

Часовые затраты по эксплуатации рабочего места:

С_чз = ,.

где = 3,5 руб./ч — в серийном производстве [с.40]; К_м = 3,6 [прил. 2, с. 148];

ц = ,.

где б = 0,41 [прил. 2, с. 148]; з₃ = 0,8 — для серийного производства;

ц = ,.

С_чз = руб./ч, Капитальные вложения в станок, руб./ч:

К_с = ,.

где Ц — балансовая стоимость установки, Ц = 3 000 000 · 1,1 = 3 300 000 руб; F_д — действительный годовой фонд времени работы станка, F_д = 4 029 ч;

К_с = руб./ч;

Капитальные вложения в здание, руб./ч:

К₃ = ,.

где F — производственная площадь занимаемая станком с учетом проходов, м²,.

F = f · k_f ,.

где f = 4,26 • 3,61 = 15,38 м²; k_f = 2 для станка с площадью в плане свыше 10 до 20 м² [с. 43];

F = 15,38 · 2 = 30,76 м²;

К₃ = руб./ч;

Часовые приведенные затраты:

С_п3 = 14,18 + 12,16 + 0,15 · (1023,83+0,75) = 180,03 руб./ч;

Технологическая себестоимость операции:

С_о = руб.

Операция № 040. Горизонтально-расточная. Обработка ведется на горизонтально-расточном станке с ЧПУ 2В622МФ3; деталь устанавливается в специальное приспособление. Цена станка 3000 тыс. руб. Габариты станка (длина х ширина х высота): 6070×3950×3200 мм.

Норма штучного времени на операцию: Т_шт = 466,23 мин.

Технологическая себестоимость операции:

С_о = ,.

Часовые приведенные затраты:

С_п3 = С₃ + С_чз + Е_н (К_с + К_з),.

Основная и дополнительная зарплата с начислениями и учетом многостаночного обслуживания:

С₃ = е • С_тф • k • y,.

где е = 1,53 [c. 39]; С_тф = 9,271 руб./ч (станочник 5-го разряда); k = 1 [с. 39], т.к. наладка выполняется самим рабочим; y = 1 [с. 40], т.к. на каждый станок по одному рабочему.

С₃ = 1,53 · 9,271 · 1 · 1 = 14,18 руб./ч;

Часовые затраты по эксплуатации рабочего места:

С_чз = ,.

где = 3,5 руб./ч — в серийном производстве [с.40]; К_м = 3,1 [прил. 2, с. 148];

ц = ,.

где б = 0,56 [прил. 2, с. 148]; з₃ = 0,8 — для серийного производства;

ц = ,.

С_чз = руб./ч, Капитальные вложения в станок, руб./ч:

К_с = ,.

где Ц — балансовая стоимость установки, Ц = 3 000 000 · 1,1 = 3 300 000 руб; F_д — действительный годовой фонд времени работы станка, F_д = 4 029 ч;

К_с = руб./ч;

Капитальные вложения в здание, руб./ч:

К₃ = ,.

где F — производственная площадь занимаемая станком с учетом проходов, м²,.

F = f · k_f ,.

где f = 6,07 • 3,95 = 23,97 м²; k_f = 1,5 для станка с площадью в плане более 20 м² [с. 43];

F = 23,97 · 1,5 = 35,96 м²;

К₃ = руб./ч;

Часовые приведенные затраты:

С_п3 = 14,18 + 10,85 + 0,15 · (1023,83+0,87) = 178,73 руб./ч;

Технологическая себестоимость операции:

С_о = руб.

Операция № 050. Горизонтально-расточная. Обработка ведется на горизонтально-расточном станке с ЧПУ 2В622МФ3; деталь устанавливается в специальное приспособление. Цена станка 3000 тыс. руб. Габариты станка (длина х ширина х высота): 6070×3950×3200 мм.

Норма штучного времени на операцию: Т_шт = 674,43 мин.

Часовые приведенные затраты (из ранее рассчитанного):

С_п3 = 14,18 + 10,85 + 0,15 · (1023,83+0,87) = 178,73 руб./ч;

Технологическая себестоимость операции:

С_о = руб.

Операция № 055. Горизонтально-расточная. Обработка ведется на горизонтально-расточном станке с ЧПУ 2В622МФ3; деталь устанавливается в специальное приспособление. Цена станка 3000 тыс. руб. Габариты станка (длина х ширина х высота): 6070×3950×3200 мм.

Норма штучного времени на операцию: Т_шт = 200,81 мин.

Часовые приведенные затраты (из ранее рассчитанного):

С_п3 = 14,18 + 10,85 + 0,15 · (1023,83+0,87) = 178,73 руб./ч;

Технологическая себестоимость операции:

С_о = руб.

Операция № 075. Токарно-карусельная. Обработка ведется на токарно-карусельном станке с ЧПУ 1512Ф3; деталь устанавливается в специальное приспособление, которое закрепляется на угольник. Цена станка 3000 тыс. руб. Габариты станка (длина х ширина х высота): 4260×3610×5615 мм. Мощность электродвигателя главного движения 42 кВт.

Норма штучного времени на операцию: Т_шт = 41,63 мин.

Технологическая себестоимость операции:

С_о = ,.

Часовые приведенные затраты:

С_п3 = С₃ + С_чз + Е_н (К_с + К_з),.

Основная и дополнительная зарплата с начислениями и учетом многостаночного обслуживания:

С₃ = е • С_тф • k • y,.

где е = 1,53 [c. 39]; С_тф = 9,271 руб./ч (станочник 5-го разряда); k = 1 [с. 39], т.к. наладка выполняется самим рабочим; y = 1 [с. 40], т.к. на каждый станок по одному рабочему.

С₃ = 1,53 · 9,271 · 1 · 1 = 14,18 руб./ч;

Часовые затраты по эксплуатации рабочего места:

С_чз = ,.

где = 3,5 руб./ч — в серийном производстве [с.40]; К_м = 3,6 [прил. 2, с. 148];

ц = ,.

где б = 0,41 [прил. 2, с. 148]; з₃ = 0,8 — для серийного производства;

ц = ,.

С_чз = руб./ч, Капитальные вложения в станок, руб./ч:

К_с = ,.

где Ц — балансовая стоимость установки, Ц = 3 000 000 · 1,1 = 3 300 000 руб; F_д — действительный годовой фонд времени работы станка, F_д = 4 029 ч;

К_с = руб./ч;

Капитальные вложения в здание, руб./ч:

К₃ = ,.

где F — производственная площадь занимаемая станком с учетом проходов, м²,.

F = f · k_f ,.

где f = 4,26 • 3,61 = 15,38 м²; k_f = 2 для станка с площадью в плане свыше 10 до 20 м² [с. 43];

F = 15,38 · 2 = 30,76 м²;

К₃ = руб./ч;

Часовые приведенные затраты:

С_п3 = 14,18 + 12,16 + 0,15 · (1023,83+0,75) = 180,03 руб./ч;

Технологическая себестоимость операции:

С_о = руб.

Остальные операции по базовому и спроектированному технологическому процессу одинаковые.

Все расчету свожу в таблицу 1.5.

Таблица 1.5.

Сравнение вариантов ТП и методов получения заготовки.

Годовой экономический эффект по технологическим операциям рассчитываю по формуле:

Э_г = ,.

где УС_О1 и УС_О2 — общая технологическая себестоимость обработки изделия, соответственно по 1-му и 2-му варианту ТП; N — программа выпуска, N = 100 шт.

Э_г = (134 511,79 — 50 777,76) •100 = 8 373 403 руб.

Из данных расчетов видно, что применение второго варианта обработки изделия обеспечивает годовой экономический эффект в 8 373 403 руб., при этом экономится 150 кг титанового сплава ОТ4. Поэтому следует отдавать предпочтение этому варианту и принять его к подробной разработке.

2. Конструкторская часть.

2.1 Разработка токарно-карусельного приспособления Приспособление разработано для чистовой обработки на токарно-карусельном станке с ЧПУ 1512МФ3. Приспособление устанавливается на планшайбу станка.

По своему назначению приспособление является специальным, т.к. в собранном виде рассчитано на установку и закрепление однотипных деталей. Приспособление собирается из отдельных нормализованных и стандартизованных узлов и деталей. Достоинством приспособления является несложность сборки и экономичность оснащения.

Заготовка базируется главной базой (торцем и наружным диаметром) на опорную пластину (основание), которая крепится к планшайбе станка. В качестве зажимного устройства используется винтовой Г-образный прихват (см. чертеж).

При обработке проточек и канавок и наружных поверхностей применяется второй вариант крепления детали, при котором заготовка зажимается по верхнему торцу и внутреннему диаметру прижимом.

Точность размеров, выполняемых на данной операции, не зависит от приспособления. Т.к. операция выполняется на станке с ЧПУ, поэтому заданная точность размеров будет обеспечиваться аттестованной программой.

2.2 Приспособление расточное.

2.2.1 Описание и принцип действия приспособления Приспособление разработано для обработки на горизонтально-расточном станке с ЧПУ 2В622МФ3. Приспособление устанавливается на стол станка. На данной операции выполняется фрезерование внутреннего контура карманов.

В базовом ТП в конструкции приспособления в качестве зажимного устройства использовался прихват в виде кольца, который зажимал деталь по одной поверхности. Мною предложено заменить кольцо на «Г-образный» прихват, что позволяет:

— закрепить деталь по трем поверхностям;

— обеспечить возможность регулировки положения прихвата по высоте;

— при смене заготовок нет необходимости снимать прихват, достаточно повернуть его в сторону.

По своему назначению приспособление является специальным, т.к. в собранном виде рассчитано на установку и закрепление однотипных деталей. Приспособление собирается из отдельных нормализованных и стандартизованных узлов и деталей. Достоинством приспособления является несложность сборки и экономичность оснащения.

Заготовка базируется торцем и наружным диаметром на опорную пластину (подставку), которая крепится на стол станка (рис. 1).