Введение

Жизнь современного человека немыслима без машин, оказывающих ему помощь в труде, в перемещениях на близкие и дальние расстояния, способствую-щих удовлетворению его материальных и духовных запросов. В жизни человека машина служит средством, с помощью которого выполняется тот или иной технологический процесс, дающий ему необходимые материальные или культурные блага. Таким образом, любая машина создается для осуществления определенного технологического процесса, в результате выполнения которого получается полезная для человека продукция.

Создание машин заданного качества в производственных условиях опирается на научные основы технологии машиностроения. Процесс качественного изготовления машины (выбор заготовок, их обработка и сборка деталей) сопровождается использованием закономерностей технологии машиностроения.

Одна из наиболее важных задач, стоящих перед нашим обществом,- зада-ча повышения научно технического уровня, обеспечение быстрого роста производительности труда, повышение эффективности общественного про-изводства.

Машиностроение является важнейшей отраслью промышленности. Рост промышленности, а так же темпы перевооружения их новой техникой в значительной степени зависят от уровня развития машиностроения.

Технический прогресс в машиностроении характеризуется не только улучшением конструкции машин, но и не прерывным совершенствованием технологии их производства. От принятой технологии производства во многом зависит надежность работы выпускаемых машин, а также экономика их эксплуа-тации.

Совершенствование технологии машиностроения определяется потребно-стями производства необходимых обществу машин. Развитие новых прогрессивных технологических методов способствует конструированию более совершенных машин, снижению их себестоимости и уменьшению затрат труда на их изготовление. В промышленности накоплен большой опыт управления качеством продукции различными методами: организационными, плановыми, экономическими, которые тесно взаимоувязаны между собой и только в совокупности обеспечивают высокое качество конечной продукции.

Одной из главных задач технологии машиностроения является изучение закономерностей протекания технологических процессов и выявление параметров, воздействуя на которые можно интенсифицировать производство и повысить его точность. Знание этих закономерностей является основным условием рационального проектирования технологических процессов. Лишь на базе этих закономерностей может решаться задача автоматизации производства. В каждом конкретном случае принятый вариант автоматизации должен подтверждаться точным технологическими и экономическими расчетами.

Автомобилестроение – одна из важных отраслей машиностроения. Произ-водство автомобилей складывается из множества технологических процессов существующих на Уральском заводе.

В последние годы проведения реформ и ориентации экономики на рыночные отношения, а так же в условиях конкуренции, проведение коренных реформ всех звеньев производства является необходимостью. Совершенствова-ние технологий является одним из основных факторов повышения производительности труда и качества выпускаемой продукции, а так же для дальнейшего развития производства. Кроме того, важным условием конкурентоспособности предприятия в современных условиях является гибкость производства, позволяющая при изменении рыночной конъюнктуры в короткие сроки перейти на выпуск другой продукции.

Ориентация экономики на рыночные отношения требует от заводов- изготовителей автомобильной техники освоения новых видов продукции, востребованных в данный момент на рынке автомобилей.

Стратегия развития Автомобильного завода «Урал» ориентирована на удовлетворение запросов конкретного потребителя, постоянное обновление модельного ряда автомобилей, повышение качества выпускаемой продукции, освоение новых технологий и рынков.

ОАО «АЗ «Урал» является первым российским автозаводом, который прошел сертификацию на соответствие международным нормативам ИСО 9001/94, получив в 1995 году сертификаты на систему менеджмента качества от фирмы «TUV-CERT»

(Германия) и в 1996 году от Госстандарта России.

Одной из важных задач ОАО «АЗ «Урал» является техническое перевооружение действующего производства. Необходимо внедрение новых технологий обработки и современного оборудования.

Задачей данного дипломного проекта является проектирование нового технологического процесса механической обработки вала ведущей шестерни с целью снижения себестоимости детали и уменьшение затрат труда на ее изго-товление, за счет повышения коэффициента использования материала (уменьшение припусков на механическую обработку), снижение времени занятости рабочего и повышения гибкости участка (применение станков с ЧПУ), повышения коэффициента загрузки оборудования, снижение стоимости дорогостоящего режущего инструмента и т.д.

Внимание! 
Это ОЗНАКОМИТЕЛЬНАЯ ВЕРСИЯ работы №3379, цена оригинала 1000 рублей. Оформлена в программе Microsoft Word

1 Общий раздел

1.1 Конструкция, служебное назначение и анализ технологичности детали

Редуктор, установленный на мост автомобиля, является частью трансмиссии автомобиля. Трансмиссия (силовая передача) автомобиля передает крутящий момент от двигателя к ведущим колесам. Чтобы выявить роль редуктора в жизнедеятельности автомобиля необходимо определить его место и взаимодействие с другими механизмами. Основное движение, реализованное в автомобиле, осуществляет двигатель: крутящий момент, который передается на от двигателя на сцепление. Сцепление служит для кратковременного отсоединения двигателя от трансмиссии. Во включенном состоянии сцепление передает крутящий момент от двигателя коробке передач. Кроме того сцепление предохраняет детали трансмиссии от перегрузки, которая может возникнуть при работе автомобиля. Коробка передач служит для изменения скорости движения вперед и для его движения задним ходом. Через промежуточный карданный вал крутящий момент передается на раздаточную коробку, предназначенную для распределения крутящего момента между ведущими мостами автомобиля повышенной проходимости, а также для включения и выключения переднего ведущего моста с редуктором.

От раздаточной коробки момент распределяется на редукторы переднего и среднего мостов через систему карданных валов и присоединительные фланцы, находящиеся на концах проходного вала. В свою очередь на редуктор заднего моста крутящий момент передается от редуктора среднего моста через карданный вал. Комплект, состоящий из пары конических и пары цилиндрических шестерен, называется главной передачей ведущих мостов. Ведущая коническая шестерня, находящаяся на проходном валу, находится в зацеплении с ведомой конической шестерней, напрессованной на ведущий цилиндрический вал шестерню, которая в свою очередь передает вращение на ведомую цилиндрическую шестерню. В шлицевые отверстия ступиц полуосевых шестерен входят концы полуосей, через которые крутящий момент передается колесом.

Рисунок 1:

1– шестерня коническая ведомая; 2, 23 – подшипники роликовые цилиндриче-ские; 3 – картер главной передачи; 4 – шестерня цилиндрическая ведущая; 5 – стакан подшипников; 6 — подшипник роликовый конический; 7, 8, 12 – прокладки регулировочные; 9 – крышка стакана подшипников; 10 – фланец привода среднего моста; 11 – манжеты; 13 – стакан подшипников ведущей конической шестерни; 14 – шестерня коническая ведущая; 15 – штуцер системы герметизации; 16 – вал ведущей шестерни; 17 – прокладка; 18 – фланец привода заднего моста; 19 – гайка фланца; 20 – крышка заднего подшипника; 21 – втулка распорная; 22 – крышка переднего подшипника; 24 – шайба регулировочная; 25 – гайка; 26 – шайба стопорная; 27 – шайба замочная; 28 – контргайка; 29 – шестерня полуосевая; 30 – сателлит дифференциала; 31 – крестовина дифферен-циала; 32 – шестерня цилиндрическая ведомая; 33 – шайба опорная; 34 – крышка подшипника дифференциала; 35 – пластина стопорная; 36 – пластина замочная; 37 – гайка регулировочная подшипника дифференциала; 38 – чашка дифференциала; 39 – крышка картера; 40 – шайба сателлита; I – для переднего моста; II – для заднего моста.

1.1.1 Назначение детали

Вал ведущей шестерни служит для передачи крутящего момента от двигателя автомобиля к ведущим колесам.

Вал 4320-2502022 – деталь типа тел вращения. Вал используется для передачи крутящего момента. Вал 4320-2502022 изготовлен из стали 35ХГСА ГОСТ 4543-71, масса детали 7,750. Вал 4320-2502022 имеет: 14 шлиц; канавку d 30 мм; шейку; буртик; конус; шейку со стороны короткого конца вала; шейку со стороны длинного конца вала; отверстия d 6,4 мм; резьбу М 30×1,56g длиной 23 мм – с двух сторон.

1.2 Технический контроль чертежа

Одним из факторов, существенно влияющих на характер технологических процессов, является технологичность конструкции детали. Технологичность конструкции детали – это совокупность свойств конструкции детали, проявляемых в возможности оптимальных затрат труда, средств, материала, и времени при технической подготовке производства, изготовлении, эксплуатации и ремонте и при обеспечении технологичности сборочной единицы.

Требования к технологичности конструкции детали согласно ГОСТ 14.204-73 следующие:

1. Конструкция детали должна состоять из стандартных и унифицированных конструктивных элементов или быть стандартной в целом.

2. Детали должны изготавливаться из стандартных и унифицированных загото-вок, полученных рациональным способом.

3. Размеры и поверхности детали должны иметь соответственно оптимальные степени точности и шероховатости.

4. Физические и механические свойства материала, жесткость детали, ее формы и размеры должны соответствовать требованиям технологии изготовления.

5. Показатели базовой поверхности (точность, шероховатость) детали должны обеспечивать точность установки, обработки и контроль.

6. Конструкция детали должна обеспечивать возможность применения типовых и стандартных технологических процессов ее изготовления.

Показатели технологичности для детали «Вал ведущей шестерни»:

1. Конструкция детали состоит из стандартных элементов: модуль шлиц выбран по ГОСТ 9563. Размеры шлиц выполнены по ГОСТ 1139-80.

2. Заготовка вала получена горячей объемной штамповкой.

3. Конструкция детали позволяет вести обработку на станке с ЧПУ, т.е. допус-кает применение высокопроизводительных методов обработки. Обработка на станках с ЧПУ позволяет получить деталь с точностью 9-10 квалитет.

4. Конструкция детали – средней жесткости.

5. В качестве основных баз используется центровые отверстия и торцы. На боль-шинстве операций деталь базируется по ним. По технологическому процессу отверстия обрабатываются на первой операции. Торцы детали имеют высокую шероховатость и также обрабатываются на первой операции.

6. Коэффициент использования материалов у валов должен быть не ниже 0,5.

Ким = , /5, с.23/ (1)

где Ким-коэффициент использования материала;

Gg-вес детали, в кг.

Ggз.п. — вес заготовки, в кг.

Ким= =0,71.

Деталь «Вал ведущей шестерни» технологична.

2.2 Выбор способа получения заготовки и её конструирование

Заготовка поступает на машиностроительный завод с другого предпри-ятия, ЧКПЗ. Заготовку получают на кузнечных молотах в многоручьевых штампах открытого типа. При таком методе получения заготовки на механическую обработку остаются большие припуски. Для того чтобы уменьшить припуски на механическую обработку следует выбрать другой метод получения заготовки или повысить точность существующего метода. Предлагаю заготовку получать штамповкой на радиально-обжимных машинах, это повысит производительность и качество детали.

2.2.1 Материал

Вал ведущей шестерни изготавливается из стали 35ХГСА ГОСТ 4543-71. Выбор материала валов зависит от назначения передачи и от условий работы. Основным материалом для валов служат углеродистые и легированные стали.

Химический состав стали 35ХГСА представлен в таблице 1.1.4.1

Таблица 1.1.4.1 – Химический состав стали 35ХГСА

Химический элемент %

Углерод (С) 0 ,32-0,39

Железо (Fe) 9 5,5-97

Кремний (Si) 1,10-1,40

Марганец (Mn) 0,80-1,10

Медь (Cu), не более 0,30

Сера (S), не более 0,025

Никель (Ni), не более 0,30

Фосфор (P), не более 0,025

Хром (Cr) 1,10-1,40

Хром является одним из универсальных легирующих элементов. Он усиливает действие углерода, повышает твердость, износостойкость, увеличивает предел упругости, прочность на разрыв и прокаливаемость.

2.2.2 Хранение заготовок и готовой продукции

Хранение заготовок готовой продукции осуществляется на особых складах, оборудованных так, чтобы в склад не попадали посторонние лица. Продукцию, находящуюся на складе строго контролируют и выдают под личную ответственность мастера. В свою очередь мастер в конце смены готовую продукцию и не использованные заготовки опять сдает на хранение в склад.

Предохранение от коррозии осуществляется нанесением специальных смазочных паст и обертыванием в бумагу. В цехах и на территории завода работают автомобили и погрузчики, участвующие в перевозке заготовок, полуфабрикатов и готовой продукции между цехами и участками. К внутрицеховому транспорту относятся погрузчики, которые перевозят тару с изделиями от участков на склад или со склада в цеха, находящиеся в одном корпусе. Между корпусами и отдельными цехами перевозку изделий осуществляют автомобили.

2.2.3 Термообработка

В ходе обработки деталь подвергается термообработке:

• Улучшение (закалка + высокий отпуск, для увеличения прочности, пластич-ности и вязкости);

• Отпуск (снятие внутренних напряжений);

• Обработка ТВЧ (для создания закаленного слоя).

2.4 Анализ базового технологического процесса

Таблица 1.1.7.1 – Маршрут действующего технологического процесса

№

Опера

Ц ции Модель станка И Инструмент Кзагр на годовой вы-

п пуск продукции

N=20000 шт., % ККоличество станков на г годовой выпуск продук- ц ции

N N=20000 шт., шт

0 010 Токарный г/г/копировальный Е ЕМ-400, ЕМ-414 Резец проходной ТТ15К6, резец канавоч- н ный Т15К6 24 6

0 025 Шлицефрезерный Т Т 5350 Фреза Р6М5 92 6

0 030 Шлицефрезерный Т Т5350 Фреза Р6М5 84 3

0 055 Круглошлифо-вальный 3Б161, 3Б151 шШлифовальный круг ППП600х63х305х24

АА25

НСТ1ВК11 11 1

0 060 9 1

0 065 29 1

0 070 14 1

0 075 14 1

0 080 Токарный п/авт. 1 1Н713 РРезец Т5К10 8 1

0 095 С Специальный

г агрегатный

ХА-5968 CСверло Р6М5, сверло ццентровочное, плашки 20 2

Недостатки действующего технологического процесса:

1. Использование большого числа станков.

2. Низкий коэффициент загрузки станков на операциях: 050,055, 060, 065,

070, 075, 080, 085, 090.

2. 5 Разработка технологического маршрута изготовления детали

Содержание технологического процесса механической обработки вала ведущей шестерни действующего в настоящее время на автомобильном заводе «Урал» отображено в таблице 1.1.7.1.

В базовом техпроцессе используется большое количество станков, которые требуют длительного времени для переналадки на другое изделие.

На операциях шлифования станки 3Б161 в количестве пяти штук заменены на один круглошлифовальный станок с ЧПУ 3В130Ф4.

Применение станков с ЧПУ повышает гибкость участка, позволяя в короткие сроки переналадить оборудование на производство других деталей путем простой замены управляющей программы. Наряду с этим использование станков с ЧПУ повышает точность обработки, уменьшает количество бракованных деталей, благодаря уменьшению влияния человеческого фактора, сокращает цикл обработки детали за счет уменьшения вспомогательного времени. Сокращение числа операций, благодаря их объединению, позволяет уменьшить количество рабочих, что, в свою очередь, приводит к снижению себестоимости детали. Применение одинаковых станков на различных операциях облегчает их эксплуатацию, обслуживание и ремонт, сокращает сроки ремонта и наладки.

Твердосплавные пластины на резцах заменяются пластинами из твердого сплава с износостойким покрытием HW+CVD(TiCN+Al2O3+TiN) толщиной 10мкм фирмы «Mitsubishi».

Преимущества покрытия пластин:

• Специальная прочная волокнистая структура улучшает износостойкость и сопротивление разрушению;

• Имеет широкий диапазон применения и соответственно снижает количество требуемого инструмента;

• Поверхность слоев покрытия слоистая, особой титановой структуры, полученная вакуумным напылением по специальной технологии покрытия. Это предотвращает возможность налипания, которое является причиной выкрашивания на поверхности режущей кромки.

Операцию резьбонарезание на агрегатно-сверлильном станке заменим на более прогрессивный метод получения резьбы – накатывание, применяя резьбонакатную головку на токарном станке.

Объединим операции точения, сверления и резьбонарезания.

Высокие темпы развития российского машиностроения связаны с внедрением в производство новых прогрессивных методов обработки металлов. Одним из перспективных методов в технологии машиностроения является переход на обработку металлов давления в холодном состоянии вместо обработки резанием. Почти все современные машины включают в себя ответственные резьбовые и шлицевые детали, условия, работы которых требуют обеспечения высокой точности и повышения механических свойств резьбы и шлицев.

Материалом для подобных деталей являются высоколегированные термически обработанные стали. Образование резьбы на таких деталях резанием сложно, трудоемко и не обеспечивает необходимых физико-механических свойств. Поэтому более эффективной является обработка резьбы по методу холодной пластической деформации – накатыванием.

Процесс накатывания винтовых поверхностей представляет собой одну из разновидностей процесса поперечной накатки.

В наиболее распространенном процессе резьбы роликами один из инструментов подается в радиальном направлении. Таким образом, процесс накатывания поверхностей можно рассматривать как сочетание вдавливания в заготовку профиленакатных инструментов и прокатки, возникающий при вращение заготовки. Технология формообразования сводится к многократному силовому прокатыванию предварительно обработанной после штамповки заготовки между парой роликов.

В результате изменений участок механической обработки вала ведущей шестерни стал более гибким, повысилось удобство обслуживания и ремонта станков, уменьшилось время на обработку, сократилось количество операций, а следовательно уменьшилась себестоимость детали.

2.5.1 Выбор нового оборудования

Как уже говорилось выше, я выбираю более прогрессивный метод получения резьбы – холодное накатывание. Накатывание не приводным инструментом осуществляется с помощью резьбонакатных головок и держателей. Применение головок позволяет получить окончательно обработанные детали, удовлетворяющие необходимым требованиям по соосности, биению и стабильности размеров резьбы.

На операциях шлифования в базовом технологическом процессе все шлифовальные станки заменены на круглошлифовальный полуавтомат высокой точности с ЧПУ модели 3В130Ф2, предназначенный для шлифования поверхностей сложного профиля в поперечном и продольном сечениях.

Оснащен системой ЧПУ фирмы SIEMENS SINUMERIK —840D

Принадлежности:

— Устройство для поддержания постоянной окружной скорости шлифкруга

— Датчик линейного перемещения столов фирмы Heidenhein

— Дополнительные люнеты

— Зонд для измерения обрабатываемого профиля

— ПО для создания программ шлифования сложных в поперечном сечении профилей «Феникс»

— ПО для создания программ шлифования сложных в продольном сечении профилей «Феникс».

Характеристика станка 3В130Ф2 указана в таблице 1.1.2.1

Таблица 1.1.2.1 – Техническая характеристика станка 3В130Ф2

Макс. размеры устанавливаемой заготовки, мм, не менее:

— — в центрах: диаметр/ длина

— в патроне: диаметр/ длина

300/1000

200/250

Макс. размеры шлифования, мм, не менее:

— — в центрах: диаметр/длина

— — в патроне: диаметр/ длина

300/900

200/240

Мин. диаметр заготовки обрабатываемой в патроне, мм,

не менее 5 5

Макс. масса устанавливаемой заготовки, кг, не менее:

— в центрах/ патроне

7 75/20

Наибольшие размеры шлифовального круга, мм, не менее:

— наружный диаметр/высота

500/80

Окружная скорость шлифовального круга, м/с 50

Круглость цилиндра при обработке в центрах и в патроне,

мкм 1,6

Постоянство диаметра цилиндра в продольном сечении

(при обработке в центрах), мкм 5 5

Шероховатость обработанных поверхностей, Ra:

— — цилиндрической наружной

0,16

Отклонения обработанного сложного профиля в по-перечном

с сечении, от табличных значений при использовании ПО

«Феникс», мкм, не более: 10

Система ЧПУ Sinumeric-840D

Количество управляемых осей системы ЧПУ: до 32

Используемое количество управляемых осей координат

системы ЧПУ (шлифовальная бабка-ось X, стол-ось Z,

вращение изделия — ось C, вращение шлифовального круга –

ось А) 4 4

Количество интерполированных координат (ось X, Z, C) 3 3

Габаритные размеры станка, мм:

— длина

— ширина

— высота

4000

3200

1900

Масса станка, кг 5300

Для операции сверления, резьбонарезания и точения станки: токарный

п/а 1Н713 и специальный агрегатный ХА – 5968 заменены на высокопроизводи-тельный токарный многоцелевой станок с ЧПУ TL – 25HE.

Станок оснащен контршпинделем, что позволяет выполнять обработку деталей с двух сторон за одну установку. Также имеется 12-позиционная инструментальная револьверная головка BOT. Для работы контршпинделя в поставку включаются специальные инструментальные оправки (резцедержатели) с парным отверстием и двойным держателем резцов. Добавлена опция приводного инструмента live tooling, что еще больше повысит его функциональные возможности.

Это уменьшило время на переналадку оборудования.

Характеристика станка TL – 25HE указана в таблице 1.1.2.2

Таблица 1.1.2.2 – Техническая характеристика станка TL – 25HE

Максимальный обрабатываемый диаметр, мм 406

Максимальная обрабатываемая длина, мм 864

Расстояния между поверхностями двух шпинделей, мм 991

Максимальный диаметр прутка, мм 76

Величины ходов по осям, мм

по оси «X»

по оси «Z»

287

864

Отверстие в шпинделе, мм 117,3

Мощность привода шпинделя, кВт 22

Частота вращения шпинделя, об/мин 50…3400

Мощность привода контршпинделя, кВт 6

Частота вращения контршпинделя, об/мин 0…2400

Максимальное усилие подачи, Н

по оси «X»

по оси «Z»

17793

27579

Скорость быстрых перемещений, м/мин 18,0

Количество позиций инструментальной головки 12

Максимальное количество координат 6

Максимальное количество одновременно управляемых ко-ординат 4

Точность, мм ±0,0051

Система ЧПУ HAAS

Габаритные размеры станка, мм:

длина

ширина

высота

4102

1854

1880

Масса станка, кг 7258

1.3. Расчет припусков операционных замеров

Назначение квалитетов на каждую операцию производится по приложению 1 /1,с.63/, допусков по приложению 3 /1, с.70/, несоосностей по приложению 4 /1,с.71/.

000. Заготовительная:

Рисунок 1.3.1 Эскиз заготовительной операции

Допуски размеров заготовки:

ТА0 = 2,8 мм; ТБ0 = 2,2 мм; ТВ0 = 2,2 мм; ТГ0 = 1,6 мм; ТЕ0 = 1,6 мм; ТЖ0 = 1,4 мм; ТК0 = 1,4 мм; ТЛ0 = 1,4 мм; Т2r0 = 1.4 мм; Т2R0 = 1.6 мм;

Т2У0 = 1,6 мм; Т2М0 = 1,6 мм; Т2Н0 = 1,6 мм; Т2О0 = 1,6 мм; Т2П0 = 1,6 мм; Т2Р0 = 1,6 мм; Т2р0 = 1.4 мм.

005. Фрезерно-центровальная. Станок МР-73СГ

Рисунок 1.3.2 Эскиз фрезерно-центровальной операции

Допуски размеров:

ТА005 = 0,63мм; Тn005 = 0,52 мм;

010. Токарная. Станок ЧПУ TL-25HE

Переход 1: токарная.

Рисунок 1.3.3 Эскиз токарной операции

Допуски размеров:

ТГ010 = 0,87 мм; ТС010 = 1,55мм; ТЛ010 = 0,36 мм; ТЖ010 = 0,52 мм; Т2О010 = 0,3мм; Т2П010 = 0,3 мм; Т2Р010 = 0,3 мм ; Т2р010 = 0,25 мм;

Переход 2: токарная.

Рисунок 1.3.4 Эскиз токарной операции

Допуски размеров:

ТF15= 0,12 мм; ТX15= 0.12мм; ТC15= 0.63мм; ТГ15= 0.35мм;

Переход 3: токарная.

Рисунок 1.3.5 Эскиз токарной операции

Допуски размеров:

ТБ20 = 0,46 мм; ТЦ20 = 0,52 мм; ТЕ20 = 0,25 мм; ТК20 = 0,15 мм; Т2Н20 = 0,25 мм; Т2М20 = 0,3 мм; Т2У20 = 0,3 мм; Т2R20 = 0,3 мм; Т2r20 = 0,25 мм;

Переход 4: токарная.

Рисунок 1.3.6 Эскиз токарной операции

Допуски размеров:

ТБ25 = 0,46 мм; Тx25 = 0,12 мм; Тf25= 0,12 мм; ТЦ25 = 0,52 мм;

Переход 5: токарная.

Рисунок 1.3.7 Эскиз токарной операции

Допуски размеров:

ТБ30 = 0,46 мм; ТЦ30 = 0,52 мм; ТЕ30 = 0,25 мм; ТК30 = 0,15 мм; Т2М30 = 0,3 мм; Т2У30 = 0,3 мм; Т2R30 = 0,3 мм; Т2r30 = 0,25 мм;

Переход 6: токарная.

Рисунок 1.3.8 Эскиз токарной операции

Допуски размеров:

ТГ35 = 0,87 мм; ТС35 = 1,55мм; ТЛ35 = 0,36 мм; ТЖ35 = 0,52 мм; Т2О35 = 0,3мм; Т2П35 = 0,3 мм; Т2Р35 = 0,3 мм; Т2р35 = 0,25 мм;

Переход 7: токарная.

Рисунок 1.3.9 Эскиз токарной операции

Допуски размеров:

ТC40 = 0,32 мм; ТВ40 = 0,29мм; ТX40 = 0,075 мм; Тx40 = 0,075 мм

015 Контроль.

020 Клеймение

025 Шлицефрезерная

Рисунок 1.3.10 Эскиз шлицефрезерной операции

030 Шлицефрезерная

Рисунок 1.3.11 Эскиз шлицефрезерной операции

035 Моечная.

040 Слесарная.

045 Контроль.

050 Клеймение.

055 Термообработка.

060 Круглошлифовальная. Станок с ЧПУ 3В130Ф2.

Рисунок 1.3.12 Эскиз шлифовальной операции

Допуски размеров:

Т2r85 = 0,13 мм; Т2р85 = 0,13 мм; Т2П100 = 0,019 мм; Т2У105 = 0,019 мм;

065 Токарная с ЧПУ. Станок TL-25HE

Переход 1:

Рисунок 1.3.13 Эскиз токарной операции

Переход 2,3: сверление

Рисунок 1.3.14 Эскиз сверлильной операции

Переход 4:

Рисунок 1.3.15 Эскиз резьбонакатной операции

070 Клеймение.

075 Моечная.

080 Контроль.

085 Клеймение.

090 Маркирование.

Значения допусков Т выбираются по таблице в зависимости от квалитета точности / 2, с.74/.

Допуски на размеры заготовки выбираются по таблице допусков для поко-вок /2, с.76/.

Допуски на соосности выбираются по таблице допусков для соосностей в зависимости от степени точности /2, с.77/.

1.6 Расчет режимов резания

1.6.1Расчёт режимов резания для операции 005 сверление центровочных отверстий и торцовое фрезерование. Станок МР-73 СГ — фрезерно-центровочный .

а)При торцовом фрезеровании для достижения производительных режимов резания диаметр фрезы D должен быть больше ширины фрезерования В, т.е. .

Но поскольку фреза сборной конструкции ( для крепления пластин требуется дополнительное пространство), то принимаем D =100 мм.

Скорость резания – окружная скорость фрезы, м/мин определяется по формуле

/11,т.2, стр.282/:

, 39)

где и показателей степени приведены в таблице 39 /11,т.2/, а периода стойко-сти Т-таблица 40/11,т.2/.

Общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактиче-ские условия резания,

, 40)

где — коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала в таблице 1-4 /11,т.2/;

— коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки в в таблице 5/11,т.2/;

— коэффициент, учитывающий материал инструмента.

м/мин

Главная составляющая силы резания при фрезеровании – окружная сила, Н

, 41)

где Z – число зубьев фрезы; n – частота вращения фрезы, об/мин.

Значения коэффициента Ср и показателей степени приведены в таблице 41 /11,т.2/, поправочный коэффициент на качество обрабатываемого материала Кмр — таблице 9 /11,т.2/;

,об/мин

, об/мин

= 267 об/мин → = 315 об/мин

Н

мм/мин

После определения расчётной скорости резания и расчётного числа оборотов шпинделя необходимо определить, используя паспортные данные станка, фактическое число оборотов, которое может быть установлено на станке и фактическую скорость резания .

м/мин

б) Сверление центровочным сверлом Р6М5.

По таблице 25/ 11,т.2/выбираем подачу исходя из диаметра сверла:

Dсверла = 4-6 мм → НВ > 300 → S=0,06-0,09 мм/об.

Скорость резания при сверлении:

, м/мин 42)

Значения коэффициентов и показателей степени приведены в таблице 28/11,т.2/:

Значение периода стойкости — по таблице 30/11,т.2/ —

Общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактиче-ские условия резания:

43)

где — коэффициент на обрабатываемый материала в таблице 1-4 /11,т.2/;

— коэффициент на материал по таблице 6/11,т.2/;

— коэффициент, учитывающий глубину сверления по таблице 31/11,т.2/.

м/мин ,

где при одинарной заточке свёрл из быстрорежущей стали рассчитанную скорость резания следует уменьшать, умножая её на коэффициент

м/мин

Крутящий момент, Н*м и осевую силу, Н, рассчитывают по формулам:

; 44)

; 45)

Значения коэффициентов и и показателей степени приведены в таблице 32 /11,т.2/.

Коэффициент, учитывающий фактические условия обработки, в данном случае зависит только от материала обрабатываемой заготовки и определяется выражением:

, 46)

где значения коэффициента приведены для стали и чугуна в таблице 9 /11,т.2/.

;

н*м

Н

,об/мин

, об/мин

= 1307об/мин → = 1600 об/мин

1.6.2 Операция 060 «Круглошлифовальная с ЧПУ»

1. Скорость вращательного движения детали V=20 м/мин по таблице 130 /6, с.438/.

2. Глубина шлифования согласно пункту 1.3.2. t=0,2 мм.

3. Продольная подача 2 мм/мин (0,02 мм/об) по таблице 130 /6, с.438/.

4. Эффективную мощность определяем по формуле:

, кВт (10)

где: Сn – поправочный коэффициент; Сn=0,28 по таблице 131 /6,с.44/;

r, x, y, q- показатели степени; r=0,6; x=0,6; y=0,5; q=0,5.

, кВт.

5. Частоту вращения детали определяем по формуле (5):

=125 об/мин.

1.6.3 Расчет режимов резания для операции 065 « Токарная с ЧПУ »

Переход 2:

Расчет режимов резания ведется по эмпирическим формулам /3, с.433/.

Сверление отверстия Ø 7,1 мм производится сверлом диаметром 7,1с материа-лом режущей части сверх-микрозернистый карбид с покрытием MIRAKLE (Al, Ti)N.

1.Глубина резания: t=0,5∙D=3,55 мм.

2. Величина подачи, скорости, мощности и осевой силы резания

Выбор подачи, скорости, мощности и осевой силы резания осуществляем по карте 46, лист 1, /3, с. 127/.

Sот=0,25 мм/об; Vт=70м/мин; Pт=2757Н; Nт=0,62кВт.

Подачу корректируем по формуле:

Sо=SотКsm, (3)

где Кsm – поправочный коэффициент на подачу, Кsm=1,05 карта 53, лист 1

Sо=0,25∙1,05=0,2655 мм/об.

Скорость корректируем по формуле:

V=Vт∙Кvм∙Кvз∙Кvж∙Кvт∙Кvw∙Кvи∙Кvl∙Кv, (4)

где Кvм, Кvз – поправочные коэффициенты, карта 53

Кvж∙Кvт∙Кvw∙Кvи∙Кvl∙Кv- поправочные коэффициенты, карта 53, лист 5.

Кvм – на скорость, Кvм=1,05;

Кvз – для нормальной формы заточки, Кvз= 1;

Кvж – для применения охлаждения, Кvж= 1;

Кvт – отношение Тф/тн, Кvт=1;

Кvw – состояние обработанной поверхности, Кvw=1;

Кvи – материал инструмента- быстрорежущая сталь, Кvи=1;

Кvl – сверло, Кvl=1;

Кvп – инструментальный материал без покрытия, Кvп=1.

V=70∙1,05∙1∙1∙1∙1∙1∙1∙1=73,5 м/мин.

3.Частота вращения шпинделя:

, об/мин (5)

где: D – диаметр сверла, мм.

=3296 об/мин.

4. Корректируем силу резания и мощность резания:

Силу резания найдем по формуле:

, Н (6)

где: Крм – поправочный коэффициент на силу резания,

Крм=1,05 (карта 53).

=2625 Н.

Мощность резания найдем по формуле:

, Н (7)

где: Кпм – поправочный коэффициент, Кпм=1,05 (карта 53).

=0,59 кВт.

N < Nст.

Остальные данные рассчитываются аналогично и сведены в таблицу 1.6.1

Таблица 1.6.1 – Режимы резания

Операция Переход Глубина

t, мм Подача

S, мм/об Скорость

V, м/мин Частота

n, об/мин Мощность

N, кВт

005 1 4,25 0,2 200 530 6,29

2 2,5 0,6 140 640 5,1

3 2,265 0,6 120 577 5,1

4 5,6 0,15 120 684 5,67

5 5,5 0,15 120 684 5,67

6 0,66 0,3 194 812 2,3

7 0,66 0,3 194 812 2,3

8 0,66 0,15 120 684 5,67

025 — 2,7 1,2 45,4 320 4

030 — 0,15 45,4 320 4

060 0,2 0,02 20 125 0,5

065 1 0,3 0,3 140 812 2,3

2 3,5 0,2655 73,5 3296 0,59

3 — 0,06 100 2700 1,10

4 0,2 0,02 55 590 0,5

1.7 Нормирование операций обработки детали

1. 7. 1 Расчёт нормирования для 005 операции- сверление центровочных отверстий и торцовое фрезерование. МР-73СГ- фрезерно-центровочный

Расчёт длины рабочего хода L р.х., мм при фрезеровании:

,

где – длина резания,

– длина подвода, врезания и перебега.

, мм

мм

мм

Расчёт основного времени tо, мин

, 52)

мин

Расчёт штучного времени:

,

где ,

, мин, т.е это время складывается из следующих составляющих /Общемашиностроительные нормативы времени/:

1)Взять деталь, установить в призмы и снять 0,09

2) Закрепить пневмозажимом и открепить 0,04 2

3) Включить вращение фрезы и выключить 0,02 2

4) Включить подвод фрезы 0,015

tобсл – время обслуживания рабочего места:

мин.

tотл – время на отдых и личные надобности:

мин.

мин.

Расчёт основного времени при сверлении:

53)

мин

Расчёт штучного времени:

,

где , , мин, т.е это время складывается из следующих составляю-щих /Общемашиностроительные нормативы времени/:

1)Взять деталь, установить в призмы и снять 0,22

2) Закрепить пневмозажимом и открепить 0,04 2

3) Включить и выключить шпиндельь 0,015 2

4) Подвести инструмент к детали и отвести 0,03 2

tобсл – время обслуживания рабочего места:

мин.

tотл – время на отдых и личные надобности:

мин.

мин.

1.7.2 Расчёт нормирования для 090операции (шлифова-ние).Круглошлифовальный станок 3А151

мин

Расчёт штучного времени:

,

где , , мин, т.е это время складывается из следующих составляю-щих /Общемашиностроительные нормативы времени/:

1)Взять деталь, закрепить хомутик и открепить 0,118

2) Установить деталь в центра с поджатием заднего центра рукояткой пневмозажима и открепить 0,145

3) Включить вращение круга и выключить 0,015 2

4) Подвести круг до искры и отвести 0,022 2

5) Накинуть индикаторную скобу и откинуть 0,015 2

6) Переместить щиток 0,03

7) Измерить скобой 0,08

8) Смазать центра 0,03

tобсл – время обслуживания рабочего места:

мин.

tотл – время на отдых и личные надобности:

мин.

мин.

Операция 065 «Токарная с ЧПУ», переход 2:

1.Основное время на обработку детали определяем по формуле :

мин (11)

где L – длина рабочего хода, мм;

n – частота вращения, об/мин; n=3296 об/мин;

So-осевая подача, мм/об; So=0,2655 мм/об.

L=l+l1+l2, мм (12)

где l – длина обрабатываемой поверхности, мм; l=30 мм;

l1, l2 – длина врезания, подвода и т.д., l1+l2=1мм по таблице 3/7, с.620/.

L=30+1=31 мм.

То= мин.

2.Вспомогательное время рассчитываем по формуле:

Твсп= Твсп 1+ Твсп 2, мин (13)

где Твсп 1 – время на установку и снятие детали, мин;

Твсп 1=0,24 мин по карте 16 /8, с.55/;

Твсп 2 – время, связанное с выполнением вспомогательных переходов и ходов, мин; Твсп 2=0,16 мин по таблице 12 /9, с.607/.

Твсп=0,24+0,16=0,4 мин.

3.Оперативное время рассчитываем по формуле:

Топ=То+Твсп, мин (14)

Топ=0,038+0,4=0,438 мин.

4.Время на обслуживание рабочего места определяем по формуле:

Тобс=Топα•α, мин (15)

где α – процент от оперативного времени α=8% по таблице 12 /9, с.607/.

Тобс=0,438•0,08=0,035 мин.

5.Время на отдых и личные надобности определяем по формуле:

Тотл=Топ•β, мин (16)

где β – процент от оперативного времени; β=4%.

Тотл=0,438•0,04=0,017 мин.

6.Норму штучного времени определяем по формуле:

Тшт=Топ+Тобс+Тотл, мин (17)

Тшт=0,438+0,035+0,017=0,49 мин.

7.Время подготовительно-заключительное определяем по формуле:

Тп-з=Т1+Т2+Т3, мин (18)

где Т1 – время на наладку станка, инструмента и приспособлений, мин.;

Т1=9 мин по карте 28 /8, с.101/;

Т2 – время на дополнительные приемы, мин; Т2=0 мин;

Т3 – время на получение инструмента и приспособлений до начала и сдачу их после окончания обработки, мин; Т3=6 мин по карте 28 /8,с. 101/.

Тп-з=9+0+6=15 мин.

Нормирование остальных операций производится аналогично.

Времена по всем операциям приведены в таблице 1.7.1.

Таблица 1.7.1 – Нормирование операций обработки

№ опе-рации Название

операции to,

мин. tв,

мин. tопер,

мин. tобс,

мин. toтл,

мин. tшт,

мин. tп-з,

мин.

005 Автоматно-линейная 2,242 10,94 13,17 0,522 0,522 14,25 15

025 Шлиценакатная 6,5 0,57 7,07 0,28 0,28 7,63 15

030 Шлиценакатная 3,25 0,57 5,08 0,35 0,28 4,5 17

060 Круглошлифовальная 1,2 0,96 2,16 0,194 0,086 2,44 33

065 Токарная с ЧПУ 0,926 2,05 3,176 0,221 0,402 3,69 48,6

2. Конструкторский раздел

2.1 Расчет червячной фрезы

Расчет и проектирование сборной червячной фрезы для нарезания шлиц под шлифовании ведется по источнику /15/.

Тип фрезы — сборная. Материал пластин – Р6М5.

2.5. 2 Расчет основных параметров фрезы

1. Профильный угол по нормали = =30˚;

2. Модуль нормальный m =m=3,5мм;

3. Шаг нормальный

t = • m , мм (2.39)

t =3,14•3,5=10,99мм.

4. Толщина зуба по нормали

S = t — (S + S), мм (2.40)

где S – припуск на шевингование, S=0,15мм,

S =15,7-(7,854+0,15)=7,7мм.

5. Расчетная высота

h´ =h — h´, мм (2.41)

h´ =11,25-5=6,25мм;

6. Полная высота зуба

h = h + 0,3m, мм (2.42)

h =11,25+0,3•3,5=12,3мм.

7. Диаметр наружной окружности берем по таблице 4 /15/ D =135мм т.к. фреза сборная берем большее значение.

8. Число зубьев фрезы выбираем конструктивно Z =14;

9. Падение затылка К=5 /15, с.80/;

10. Диаметр начальной окружности фрезы

d =D — 2 h´ — 0,5К, мм (2.43)

d =135-2•6,25-0,5•5=120мм.

11.Угол подъема витков на начальной окружности

sin = , (2.44)

где a – число заходов фрезы, а=1

sin = =0,041667;

=2,388˚.

12. Ход витков по оси

tx= , мм (2.45)

tx= =15,72мм.

13. Направление витков правое т.к. колесо с правым наклоном зубьев /15, с.80/.

14. Направление стружечных канавок осевое т.к. <4˚ /15, с.80/.

15. Угол установки фрезы на станке

Т.к. одноименное направление витков фрезы и шлиц /15, с.80/:

= , (2.46)

=15-2,388=13,089˚.

16. Радиус закругления у ножки зуба

r2=0,3m, мм (2.47)

r2=0,3•5=1,5мм.

17. Шаг по оси (между соседними профилями)

tос = , мм (2.48)

tос = =15,72мм.

18. Профильный угол по оси

tg oc = , (2.49)

tg oc = =0,5778;

oc =30,016˚

Принимаем oc =30˚.

19. Толщина зуба исходной рейки по оси

Soc = ,мм (2.50)

Soc = =7,86мм.

20. Высота головки зуба исходной рейки

h´ = — h´ ,мм (2.51)

h´ = — 6,25=6,46мм. (2.55)

2.3 Расчет станочного приспособления для токарной операции

Для обработки вала на токарных станках на 005 «Автоматно-линейной» операции применяют поводковые патроны.

При обработке в центрах 4 и 6 (рисунок 2.6) передачу движения заготовке мо-жет осуществлять поводковый патрон 1 через палец-поводок 2 и хомутик 3, который крепится на детали 5 винтом.

Рисунок 2.6 Схема обработки

Для сокращения вспомогательного времени при черновой обработке в центрах валов диаметром 15-90 мм применяют самозажимные поводковые патроны (рисунок 2.7). Заготовку 9 устанавливают в центрах станка и поджимают пинолью задней бабки. При этом центр 2 патрона, смещаясь, сжимает пружины 12 до тех пор, пока заготовка своим торцом не нажмет на цангу 10, которая жестко закрепляет центр. При пуске шпинделя вместе с корпусом патрона 1 приводится во вращение кольцо 5, которое крепится к корпусу винтами 11. Кольцо 5 пальцами 6 пово

рачивает кулачки 8 против часовой стрелки относительно осей 7 до соприкосновения зубчатой поверхности кулачков с поверхностью заготовки. Сила зажима заготовки кулачками зависит от силы резания. Для равномерной нагрузки на кулачки 8 кольцо 4, в котором закреплены оси 7, может перемещаться в радиальном направлении и обеспечивать самоустановку кулачков по поверхности заготовки. После остановки шпинделя деталь, вращаясь по инерции, поворачивает диском 3 кулачки 8 по часовой стрелке относительно осей 7 и освобождается от крепления.

Рисунок 2.7 Самозажимной поводковый патрон

Силу зажима рассчитываем по формуле / 16, с. 381/:

Н (40)

где К – коэффициент запаса, учитывающий нестабильность силовых воздействий на заготовку:

К=К0·К1·К2·К3·К4·К5·К6, (41)

где К0 – гарантированный коэффициент запаса; К0=1,5 /11, с.382/;

К1 – коэффициент, учитывающий увеличение сил резания из-за случайных неровностей на обрабатываемых поверхностях деталей; К1=1 /11, с.382/;

К2 – коэффициент, учитывающий увеличение сил резания вследствие затупления режущего инструмента: К2=1,05 по таблице 2/11, с.383/;

К3 – коэффициент, учитывающий увеличение сил резания при прерывистой обработке: К3=1,2 /11, с.383/;

К4 – коэффициент, характеризующий постоянство силы, развиваемой зажимным устройством: К4=1,3 /11,с.383/;

К5 – коэффициент, характеризующий эргономику немеханизированного зажимного устройства: К5=1 /11,с.383/;

К6 – коэффициент, учитывающий наличие моментов, стремящихся повернуть заготовку, установленную плоской поверхностью; К6=1 /11,с.384/.

К=1,5·1·1,05·1,2·1,3·1·1=2,5

Rx; Ry; Rz – составляющие силы резания, Н; Rz =2216 Н; Ry=2050 Н; Rx=2568 Н;

Dоб – диаметр, обрабатываемой поверхности, мм; D=57,29 мм;

β = 90º – ψ/2 ,

где ψ – угол при вершине центра; ψ=60º; β = 90º – 30º=60º;

φ1=φ2=3º – углы трения на поверхности конуса центра;

l – расстояние от середины центрового гнезда до середины пиноли, мм; l=150мм;

ап – длина пиноли, мм; ап=250 мм;

Н.

Определяем диаметр пневмоцилиндра:

мм (42)

где Qшт – усилие на штоке, Н; Qшт = Q=10244,6 Н;

р – давление сжатого воздуха, МПа; р=0,49МПа;

η – КПД пневмоцилиндра; η=0,85

мм.

По таблице 3 /12,с.200/ принимаем ближайшее значение Dц=165мм

Диаметр штока принимаем из соотношения

dшт= (0,3…0,5)• Dц, ,мм (43)

dшт=0,3•165=50 мм.

Центробежную силу определяют:

, Н (44)

где G – масса груза, кг.

R – расстояние от центра тяжести груза до оси вращения патрона, м.

n – частота вращения шпинделя станка, об/мин.

g – ускорение свободного падения, м/с2.

Н.

Сила зажима детали одним кулачком патрона:

(45)

3.2 Расчет скобы активного контроля при шлифовании

Расчёт рычажной передачи

Расчёт погрешности на изготовление рычагов

;(46)

мм

мм

мм

мм

Расчёт погрешности в угловом расположении плеч рычагов

; (47)

мм

Погрешность возникающая в передаточном отношении, вызванная непропорциональностью между линейными переменными прямой передачи и угловым перемещением рычага.

; (48)

т.к значит < 1, то

;

;

;

Погрешность в передаточном отношении полученная в следствии различного соосности концов плеч рычага

мм

; (49)

;

;

Общая погрешность рычажной передачи

Рассчитаем погрешность прямой передачи

Погрешность связи с зазором между диаметром стержня и втулки

; (50)

;

;

;

стремится к нулю ; ;

;

Общая погрешность передачи

мм

2.4 Описание и расчет контрольного приспособления

Приспособление для проверки вала ведущей шестерни предназначено для проверки биения делительной окружности шлиц, вала, торцов вала и непараллельность шлиц.

Проверка производится в следующей последовательности:

Перед началом работы стойка закрепляется индикатором, сектор при помощи рукоятки и щупа подводится к установу. Щуп помещают между установом и сектором. При этом индикатор устанавливают на нуль. Сектор отводим и разворачиваем на . Устанавливаем вал в центра. Показания отклонения от номинала смотрим по индикатору. Колебания биения за оборот проверяем поворотом вала на . Показания индикатора не должны превышать 0,025мм. Непараллельность шлиц на длине 100мм. не должны превышать 0,04мм.

Неточности отдельных элементов вала, при непрерывной обкатке вручную, вызывают изменение биения, что отмечается индикатором .

При расчете приспособления необходимо чтобы выполнялось условие

Δизм < [Δ]изм,

где: – [Δ]изм – допускаемое значение погрешности измерения

[Δ]изм =kТ

где: k – коэффициент, учитывающий точность размеров, k=0,25;

Т– допуск на контролируемый параметр;

Δизм – общая погрешность контрольного приспособления

Т=0,1мм

, (46)

где: – ε погрешность положения детали в контрольном приспособлении:

, (47)

где: – ε б — погрешность базирования, т.к. измерительная база совпадает с технологической базой ε б=0;

ε з – погрешность закрепления, т. к. зажимных устройств нет ε з=0;

ε пр1 – погрешность, учитывающая погрешность изготовления установочных элементов ε пр1=0;

ε пр2 – погрешность взаимного расположения установочных элементов для установки измерительных приборов, ε пр2=0.

Δр – погрешность передаточных устройств приспособления, т. к. передточ-

ных устройств нет (перемещение напрямую влияет на показания индикатора), Δр=0;

Δэ – погрешность изготовления эталона, служащего для настройки приспособле-ния, которая равна 0, так как эталон не применяется;

Δп – погрешность, вызываемая неточностью показаний прибора.

Выбираем в качестве измерительного устройства индикатор часового типа

ИЧ-10 ГОСТ 577-68 /16,с.563/ с ценой деления 0,01 мм и пределами измерения 0…10 мм.

По точности исполнения этот индикатор относится к первому классу точности, т. е. погрешность при повороте стрелки на 1 оборот равна 0,005 мм.

Δп= 0,005;

;

0,005 < 0,025 мм – условие выполняется.

3. Строительный раздел

Строительный раздел дипломного проекта включает в себя планировку

участка механической обработки вала ведущей шестерни и выбор здания цеха.

При проектировании участка используется пролет с мостовым краном, од-на из причин его использования в обеспечении высокой мобильности при передвижении груза по участку. В данном случае таким грузом может быть тара с деталями в случае необходимости ее перемещения по цеху или монтаж — демонтаж оборудования.

Положение станков координируется относительно колонн; этим достигается возможность точного определения места каждого станка независимо от положения соседних станков. Колоннам в каждом пролете присваивается номер. Расстояния от определенной колонны в двух направлениях фиксирует месторасположение станка в цехе. При расстановки станков приняты нормативные размеры промежутков между станками в продольном и поперечном направлениях. Эти размеры гарантируют удобство выполнения работ на станках, достаточную свободу движения людей и межоперационного транспорта.

3.2. Выбор варианта расположения оборудования на участке механической обработки

Расположение станков на участке механической обработки определяется организационной формой производственного процесса, длиной станочных участков, числом станков, видом межоперационного транспорта, способом удаления стружки и другими факторами.

В качестве варианта расположения оборудования на данном участке выбираем продольное размещение станков. В этом случае обеспечиваются благоприятные условия для механизации и автоматизации межоперационного транспорта, обеспечивается условие для внедрения стружкоуборочного конвейера, удобство подведения инженерных коммуникаций.

Металлорежущие станки располагаются последовательно в соответствии с тех. процессом обработки детали. При расположении станков предусматриваются кротчайшие пути движения детали в процессе обработки, и не допускаются обратные, кольцевые и петле образные движения, создающие встречные потоки и затрудняющие транспортирование обрабатываемой детали.

3.3. Выбор удаления стружки

Техническое решение по организации сбора и транспортирования стружки зависит от годового количества стружки на 1м производственной площади С:

С (56)

где mзаг – масса заготовки, кг; mзаг=11,2 кг;

mдет – масса детали, кг; mдет= 7,75 кг;

Q – годовой объем выпуска деталей, шт; Q = 20000 шт;

S – производственная площадь, м ; S=450 м .

С т/м2.

При количестве стружки до 0,3 т в год, приходящейся на 1 м2площади цеха, целесообразно собирать стружку в специальные емкости, установленные с тыльной стороны станков, и доставлять к месту сбора или переработки напольным транспортом на накопительную площадку и участок переработки.

3.4. Проектирование подсистемы раздачи СОЖ

На участке применяется централизованно-групповая система снабжения СОЖ, которая характеризуется тем, что СОЖ подается от центральной установки по трубопроводам к разборным кранам, установленным на участке. Этот способ выбран исходя из того, что на участке используются различные виды СОЖ. Число разборных кранов равно двум, так как на участке в качестве охлаждающей жидкости используют Neste Cutting F 110 — представляет собой концентрат смазочно-охлаждающей жидкости для обработки резанием на основе минерального масла, образующий с водой тонкодисперсную, прозрачную эмульсию. Neste Cutting F 110

содержит свободные от хлора противоизносные, противозадирные присадки, усиливающие масляную пленку, и образует с водой чрезвычайно стойкую, долгодействующую, противодействующую коррозии эмульсию, которая также обеспечивает чрезвычайно хорошую защиту от образования бактерий, дрожжей и грибков. Neste Cutting F 110 может применяться для общей обработки, точения, фрезерования, резьбонарезания, сверления, пиления, а также шлифования легированных сталей, алюминия и меди. Лучший результат достигается добавлением концентрата в воду. Общая обработка — в соотношении 3-5%, требовательная обработка — примерно 10 %, шлифование — 2-3%. Плотность кг/м3 +15оС – 990; вязкость кинем., мм2/с 40о – 65; раствор 4% pH – 9,4.

Системы охлаждения станков ежесуточно пополняются из разборных кранов для восполнения потерь жидкости вследствие ее разбрызгивания, уноса со стружкой и обрабатываемой деталью.

Расчет количества оборудования на участке представлен в экономическом разделе.

3.5. Выбор подъемно-транспортных устройств

Для перемещения грузов по участку предусмотрен опорный мостовой кран модели: по ГОСТ 22045-89 принимаем кран мостовой однобалочный

1-А-3,2-16,5-12-380.

Кран грузоподъемностью 5т с габаритными размерами 16500×3300×1200мм, который представляет собой мост, перемещающийся по крановым путям на ходовых рельсах, которые установлены на концевых балках. Пути укладывают на подкрановые балки, опирающиеся на выступы верхней части колонн цеха.

По верхнему поясу балок моста в поперечном направлении относительно пролета цеха передвигается крановая тележка, снабженная механизмом подъема груза. Механизм передвижения крана установлен на мосту крана, механизм передвижения тележки – непосредственно на тележке.

Межоперационное перемещение деталей осуществляется при помощи теле-жек накопителей.

Ширина проездов выбирается в зависимости от напольного транспорта и от габаритных размеров перемещаемых грузов. Для напольного электротранспорта ширина проезда выбирается по следующим рекомендациям:

А=2·Б+1600,мм (57)

где А – ширина проезда, мм;

Б – ширина перевозимого груза, мм;

А=2·1700+1600=5000 мм.

В начале и в конце чернового и чистового участков расположены складские площадки размещения тары с заготовками и готовыми деталями. Количество тары на каждой площадке выбирается в соответствии с числом деталей, обрабатываемых на участке в течении суток.

6.Экономический раздел

6.1 Описание отрасли, завода и его продукции

Более полувека ОАО «АЗ «Урал» является одним из крупнейших и динамично развивающихся предприятий автомобильной отрасли России. Основанный в 1941 году на базе эвакуированных цехов Московского автозавода «ЗИС» Уральский автомобильный завод стал ведущим производителем полноприводных грузовых автомобилей с колесной формулой 4×4, 6×6, 8×8.

Семейство автомобилей «Урал» включает несколько десятков модификаций: с вариантами по базе, силовому агрегату, длине рамы под монтаж спецоборудования, расположению держателя запасного колеса, отбору мощности и т.д. Отличительной особенностью автомобилей семейства «Урал» является высокий уровень проходимости. Способность двигаться по бездорожью обеспечивается оптимальной конструкцией автомобиля, наиболее приспособленной к эксплуатации в тяжелых дорожных условиях.

Применение односкатной ошиновки, централизованная система регулирования давления воздуха в шинах, развитые грунтозацепы шин, балансирная подвеска задних мостов, рама, изготавливаемая из специальной стали, оптимальный выбор передаточных чисел главной передачи, большой дорожный просвет (400 мм) являются основными компонентами уникальной проходимости и надежности автомобилей «Урал», позволяющими им перевозить грузы и буксировать прицепы по всем видам дорог и местности.

Автомобили «Урал» способны преодолевать: снежную целину до 1 м; ров шириной до 1,2 м; вертикальную стенку высотой до 0,55 м; косогор до 20°. Система герметизации агрегатов автомобиля дает возможность преодолевать водные препятствия глубиной до 1,7 м.

Диапазон применения автомобилей «Урал» весьма широк. Автомобили способны работать на высоте до 4500 м над уровнем моря, при температуре окружающего воздуха от -50° до + 50° и рассчитаны на безгаражное хранение. Все узлы и агрегаты автомобиля надежны в эксплуатации, доступны для контроля и выполнения операций по техническому обслуживанию. Текущий ремонт может быть выполнен при помощи комплекта инструментов и приспособлений, прилагаемого к автомобилю, без привлечения стационарного оборудования.

Высокая проходимость, большая грузоподъемность, надежность, простота техни-ческого обслуживания сделали автомобили «Урал» незаменимой техникой для различных отраслей промышленности. На шасси автомобилей «Урал» монтируются вахтовые автобусы, подъемные краны, автоцистерны, топливозаправщики, пожарные автомобили, ремонтные мастерские, разнообразная спецтехника.

В существующей экономической ситуации в РФ, СНГ потребителями продукции ОАО «АЗ «Урал» являются: предприятия нефтегазодобывающей отрасли, лесозаготовительные предприятия, предприятия РАО ЭС, предприятия Росавтодора, строительные предприятия, геология, МО, МВД, ФПС, МЧС, пожарная охрана, транспортные предприятия (в районах со слаборазвитой дорожной сетью).

Автомобили данного типажа находят применение при: перевозке грузов, самосвальных работах по строительству железных и автомобильных дорог, аэродромов, предприятий, жилищном строительстве, отсыпке кустовых оснований в нефтегазодобыче. В настоящее время ресурсодобывающие отрасли являются наиболее стабильно работающими, при этом большинство предприятий этой отрасли расположены в регионах с малым количеством автодорог с твердым покрытием, в связи, с чем практически все они имеют давние связи с Уральским автомобильным заводом — основным поставщиком автомобилей высокой проходимости в РФ.

Основными конкурентами ОАО «АЗ «Урал» на рынке полноприводных автомоби-лей большой грузоподъемности является следующие автомобильные заводы: Камский автомобильный завод (КамАЗ), Минский автомобильный завод (МАЗ), Кременчугский автомобильный завод (КрАЗ). Из четырех вышеперечисленных заводов лидером по объемам продаж является ОАО «АЗ «Урал», доля ранка которого составляет 67 %. Основным конкурентом Автомобильного завода «Урал» является КамАЗ с долей рынка 28 %, причем его темпы продаж активно увеличиваются. На долю МАЗа приходится 3 % рынка полноприводных автомобилей большой грузоподъемности, поэтому он не является серьезным конкурентом для АЗ «Урал». Кроме того, МАЗ постепенно уходит с рынка полноприводных автомобилей, все больше переходя на выпуск дорожных автомобилей. Аутсайдер рынка — КрАЗ с долей 2 %, но в последнее время возможно увеличе

ние этой доли, т.к. ситуация на заводе меняется в лучшую сторону и объем выпуска авто-

мобилей растет.

Стратегия развития Автомобильного завода «Урал» ориентирована на удовлетворение запросов конкретного потребителя, постоянное обновление модельного ряда автомобилей, повышение качества выпускаемой продукции, освоение новых технологий и рынков.

ОАО «АЗ «Урал» является первым российским автозаводом, который прошел сертификацию на соответствие международным нормативам ИСО 9001/94, получив в 1995 году сертификаты на систему менеджмента качества от фирмы «ТУУ-СЕКТ» (Германия) и в 1996 году — от Госстандарта России.

В 1998 году автомобильный завод был признан банкротом. Для реализации воз-можности установления платежеспособности предприятия было введено внешнее управление, срок которого продлевался до 2001 года. В рамках внешнего управления была проведена реструктуризация завода, в результате которой непосредственное производство автомобилей было выделено в отдельное предприятие — ОАО «Автомобильный завод «Урал». В 2001 году завод вошел в состав холдинга «РусПромАвто», основным учредителем которого является компания «Сибирский алюминий».

Многолетний опыт эксплуатации техники Автомобильного завода «Урал» как в России, так и за рубежом подтвердил соответствие автомобилей «Урал» высоким совре-менным требованиям эксплуатации техники многоцелевого назначения и вывел ОАО «АЗ «Урал» в лидеры по производству грузовых автомобилей высокой проходимости.

6.2 Описание цеха и его продукции

Продукцией Агрегатного цеха №2 являются вал ведущей шестерни, шестерни нижнего вала, коронная шестерня и т.д.

Основной вид обработки в Агрегатном цехе №2 — механическая обработка резанием. В цехе преимущественно изготавливаются детали класса валов, шестерен и корпусные детали, которые поступают на сборку, производящуюся также в Агрегатном цехе №2.

В цехе установлены несколько автоматических линий, на некоторых станках применяется автоматизированная загрузка и разгрузка деталей. Для перемещения деталей по участкам применяются подвесные конвейеры. Сборка осуществляется на напольных конвейерах.

Оборудование в цехе большей частью изношено, так как фактический срок службы многих станков превышает допустимый),ок службы некоторых станков превышает 30 лет).

Объектом данного дипломного проекта является участок обработки вала ведущей шестерни, расположенный в цехе Редукторов. Описание детали и технология ее изготовления приведены в технологическом разделе. В экономическом разделе производится оценка целесообразности внедрения проектного технологического процесса производства данной детали вместо базового.

6.3 Сравнение базового и проектного вариантов техпроцесса

Для определения требуемого количества оборудования и рабочих на операциях исходными данными является время, необходимое для выполнения этих операций: — основное время, или машинное, мин; — время рабочего, включающее вспомогательное время, время на обслуживание рабочего места и время на отдых и личные надобности, мин; — штучное время на операции, являющееся суммой;

Результаты расчета сведены в таблицу 6.1 и таблицу 6.2.

Таблица 6.1 – Затраты времени по операциям в базовом варианте

№ опе-рации Наименование опе-рации t0, мин tвсп, мин tшт, мин

005 Автоматно-линейная 34,4

8

22,192

020 Шлицефрезерная 9,06

8,83

9,806

025 Шлицефрезерная 19,88

19,65

21,52

Продолжение таблицы 6.1

050

Круглошлифовальная 3,6

0,52

1,569

055

Круглошлифовальная 0,2

0,52

1,569

060

Круглошлифовальная 0,4

0,6

1,163

065

Круглошлифовальная 0,5

2,59

3,572

070

Круглошлифовальная 1,5

1,01

1,66

075 Токарная 0,609

0,52

0,942

090 Агрегатная 1,572 1,5 4,625

Таблица 6.2 – Затраты времени по операциям в проектном варианте

№ опера-ции Название

операции to,

мин. tв,

мин. tопер,

мин. tобс,

мин. toтл,

мин. tшт,

мин. tп-з,

мин.

005 Автоматно-линейная 2,242 10,94 13,17 0,522 0,522 14,25 15

025 Шлиценакатная 6,5 0,57 7,07 0,28 0,28 7,63 15

030 Шлиценакатная 3,25 0,57 5,08 0,35 0,28 4,5 17

060 Круглошлифовальная 1,2 0,96 2,16 0,194 0,086 2,44 33

065 Токарная с ЧПУ 0,926 2,05 3,176 0,221 0,402 3,69 48,6

Выбор формы организации производства предопределяет годовая производственная программа запуска изделий Qз:

Qз = Qв·(1+а+b), (58)

где: Qв – годовая программа выпуска изделий, шт.;

а,b – коэффициенты, учитывающие расход изделий на опытные, контрольные образцы, технологические испытания и наладку.

Qз =20000·(1+0,02) =24000 шт.

Действительный годовой фонд времени работы оборудования определяется как:

Fqo = (Fk-П)·S·h·(1-k), (59)

где: Fk – календарный годовой фонд времени работы оборудования, дни;

П – праздничные и выходные дни (в соответствии с производственным кален-дарем на текущий год);

S – режим работы оборудования (количество смен);

h – продолжительность рабочего дня (8ч);

k – коэффициент, учитывающий плановые простои оборудования в ремонте (при работе металлорежущего оборудования в одну смену k=0,02; в две смены -k=0,03; в три смены k=0,04);

Fqo =251·2·8·(1-0,03) =3895,52дней.

Расчетное количество оборудования по каждой операции Срi определяется как:

, (60)

где: t шт.i – штучное время i -той операции, мин.

;

Принятое число единиц оборудования Cnpi находится округлением Cpi до ближайшего большего целого.

;

Загрузка оборудования по операциям рассчитывается следующим образом:

, (61)

где: γ – коэффициент загрузки оборудования на соответствующей операции, %.

;

Аналогично ведется расчет для остальных операций.

В соответствии с приведенным расчетом определяется средняя загрузка по участку.

; (62)

Результаты расчета потребности в оборудовании и его загрузка представлены в таблице.

Так как по базовому варианту участок работает с другой годовой программой запуска, то для сравнения его с проектным необходимо QЗ сделать равной 20000 шт. Расчеты для определения количества оборудования производятся аналогично и сведены в таблицы 6.3 и 6.4.

Таблица 6.3 – Количество оборудования по операциям в базовом варианте

№ опера-ции Наименование операции ,мин.

, %

005 Автоматно-линейная 22,192 5,68 8 95

020 Шлицефрезерная 9,806 2,58 7 85

025 Шлицефрезерная 21,52 5,63 8 94

050 Круглошлифовальная 1,569 0,41 1 41

055 Круглошлифовальная 1,569 0,41 1 41

060 Круглошлифовальная 1,163 0,30 30

065 Круглошлифовальная 3,572 0,94 94

070 Круглошлифовальная 1,66 0,43 43

075 Токарная 0,942 0,25 1 25

090 Агрегатная 4,625 1,21 2 60

Итого: 68,618 17,84 28 63

Таблица 6.4 – Количество оборудования по операциям в проектном варианте

№ опера-ции Наименование опера-ции ,мин.

, %

005 Автоматно-линейная 14,25 3,73 8 93

025 Шлиценакатная 7,63 1,99 2 99

030 Шлиценакатная 4,5 1,18 2 59

060 Круглошлифовальная 2,44 0,64 1 64

065 Токарная с ЧПУ 3,69 0,96 1 96

Итого: 32,51 8,5 14 67

По данным расчетов строятся графики загрузки оборудования для базового и проектного варианта (рисунок 7.1).

РРисунок 6.1 Графики загрузки

В проектном варианте оборудование подобрано так, что загрузка его составляет более 50%, и даже 93-99%. Поэтому принимаем станочника для каждого станка, учитывая, что работает автоматическая линия токарной обработки и шлицефрезерные станки.

Таким образом на проектируемом участке работают 5 станочников в каждую смену, а на базовом по 7 станочников в смену.

Рисунок 7.2 Графики – регламенты

6.3.1 Расчет фонда заработной платы основных производственных рабочих и налад-чиков

Расчет фонда заработной платы основных рабочих проводится по повременной форме оплаты труда.

Расценка на операцию определяется по формуле:

,руб (63)

где: ─ часовая тарифная ставка, руб/час; для рабочих-станочников 3 разря-да руб/час.

Расценка на деталь определяется как сумма расценок по многостаночным комплексам и операциям, не вошедших в комплексы:

руб.

Основная заработная плата определяется по формуле:

, (64)

где: ─ коэффициент, учитывающий премии, надбавки, районный коэффици-ент; по аналогии с базовым вариантом .

руб.

Отсюда находим дополнительную заработную плату основных производственных рабочих ДЗП:

ДЗПосн=ЗПосн•0,11, (65)

ДЗПосн=15,30•0,11=1,683 руб.

ОТсоц.стр.=0,272•ФОТ, (66)

где: ФОТ = ЗПосн+ДЗПосн руб; (67)

ОТсоц.стр.=0,272•(15,30+1,683)=4,62 руб.

Для проектного варианта принимается 4 наладчика (по 2 наладчика в каждую смену).

Заработная плата (основная и дополнительная) с отчислениями на социальное страхование вспомогательных, занятых обслуживанием оборудования определя-ется по повременно — премиальной системе.

Основная зарплата – это оплата труда за отработанное время. Основная зарплата включает прямую (тарифную) зарплату, премии за выполнение производственных заданий, надбавки и доплаты, районный коэффициент.

К дополнительной зарплате относятся выплаты за неотработанное время: оплата очередных отпусков, выполнение государственных и общественных обя-занностей, ученические дни, оплата простоев по вине администрации. Дополнительная зарплата устанавливается в процентах от основной зарплаты (8…12%).

Начисление зарплаты производится в соответствии с тарифной системой оп-латы труда.

В расчёте принимаем средним третий разряд. Тарифная ставка составляет 15,31 руб.

Годовой фонд прямой заработной платы вспомогательных рабочих:

ЗПпрВ = Fgp • Cч • Ч, руб. (68)

где: Fgp — действительный годовой фонд времени одного рабочего, ч,

Fg =1965 час. (по производственному календарю предприятия);

Cч — средняя часовая тарифная ставка, руб./час;

Ч – численность вспомогательных рабочих, чел.

За перевыполнение технически обоснованных норм основным рабочим могут планироваться премии по фонду заработной платы 20% -40% от прямой заработной платы, которые учитываются в расчете основной заработной платы.

Кроме того, в расчете основной заработной платы необходимо учитывать районный коэффициент, который для условий Урала составляет 15% от прямой заработной платы, доплаты за работу в ночное время, вечернее – 20% от прямой заработной платы.

Таким образом годовой фонд основной зарплаты составит:

ОЗП=ЗП•(Ку∙Кпрем∙Кдопл), (82)

где Ку – районный коэффициент, Ку=1,15;

Кпрем – коэффициент премии, Кпрем=1,4;

Кдопл – коэффициент доплаты, Кдопл=1,2…1,4.

Суммарный коэффициент для расчета К=1,87.

Дополнительная заработная плата ДЗП=0,1∙ОЗП.

Сумма основной и дополнительной зарплаты составляет Фонд оплаты труда производственных рабочих (ФОТ).

Помимо выплаты заработной платы предприятие обязано производить отчисления на социальное страхование работников:

— 20% от ФОТ – обязательное пенсионное страхование (выделяется из ЕСН с 01.01.2006);

— С 01.01.2006г. уплачивать единый социальный налог (ЕСН) в размере (26%) от ФОТ каждого работающего (в том случае, если годовой доход работающего не превышает 100000 руб., с повышением дохода применяется регрессивная ставка налога) (Налоговый кодекс, часть 2, гл.23.).

Распределение налога производится следующим образом:

20% от ФОТ — в Пенсионный фонд РФ;

3,2% от ФОТ — в Фонд социального страхования;

2,8 % от ФОТ — в Фонд обязательного медицинского страхования;

— кроме того, предприятие производит отчисления на социальное страхование работающих от несчастных случаев на производстве и профессиональных заболеваний, ставка отчисления устанавливается в зависимости от принадлежности предприятия к соответствующему классу профессионального риска. Для АЗ «Урал» ставка составляет — 1,2 % от ФОТ (13 класс риска).

Фонд оплаты труда специалистов и служащих рассчитывается на основе должностных окладов. Доплаты к месячному должностному окладу включают районный коэффициент (15%) и средний размер премий (40%).

Отчисления на социальное страхование определяются как и для производственных рабочих.

Принимаем одинаковый оклад для проектного и базового участков:

— ИТР – 4160 руб.

— МОП – 1815 руб.

— служащие – 2500 руб.

Зарплата (основная и дополнительная) с отчислениями на социальное страхование вспомогательных рабочих определяется по повременно-премиальной системе.

Данные расчётов годового фонда оплаты труда основных и вспомогательных рабочих, контролёров ОТК, ИТР, МОП и служащих по базовому и проектному вариантам сводятся в таблицы9,10,11.

Таблица 9 — Годовой фонд оплаты труда основных и вспомогательных рабо-чих по базовому варианту.

Группа рабо-тающих Численность рабо-чих, чел Годо-вой фонд времени рабо-чих, час Часовая тарифная ставка, руб./час. Годовой фонд з/п, тыс. руб.

Прямая з/п Основ-ная з/п Дополнительная з/п Отчисления на соц.страхование

Производственные 11 1968 15,31 331,4 619,8 61,98 185,4

Вспомогательные 3 1968 15,31 90,4 169 16,9 50,2

Контролёры 1 1968 15,31 30,13 56,3 5,63 16,7

Группа рабо-тающих Численность рабо-чих, чел Годовой фонд времени рабо-чих, час Часовая тарифная ставка, руб./час. Годовой фонд з/п, тыс. руб.

Прямая з/п Основ-ная з/п Дополнительная з/п Отчисления на соц.страхование

Производственные 8 1968 15,31 241,04 450,75 45,1 133,9

Вспомогательные 2 1968 15,31 60,26 112,7 11,3 33,7

Контролёры 1 1968 15,31 30,13 56,3 5,63 16,7

Таблица 10 — Годовой фонд оплаты труда основных и вспомогательных рабо-чих по проектному варианту.

Таблица 11 — Годовой фонд оплаты труда ИТР, МОП и служащих по обоим вариантам.

Группа рабо-тающих Численность рабо-чих, чел Месячный оклад, руб Годовой фонд з/п, тыс. руб.

Основ-ная з/п Дополнительная з/п Всего фонд з/п Отчисления на соц.страхование

ИТР 3 4160 232,13 23,21 255,34 69,45

Служащие 1 2500 46,5 4,65 51,15 13,91

МОП 1 1815 33,76 3,38 37,14 10,10

6.3.2.Расчет затрат на сырье и материалы

Для изготовления детали и в базовом и в проектном варианте используются покупные поковки по цене 116,5 руб./шт. За вычетом отходов 3,2 руб./шт. имеем 113,3руб./шт. таким образом затраты на программу составят 2945,8 тыс. руб., а на тонну 80,9 тыс. руб.

6.3.3.Расчет энергетических затрат

Общий расход электроэнергии на участке включает в себя расход энергии на оборудование и расход на освещение.

Затраты на силовую энергию рассчитываются по формуле:

Зэ=W∙Цэ, (77)

где: W-годовой расход энергии, кВт∙ч;

Цэ-цена 1 кВт энергии.

ЗэБАЗ=1832,9∙1,25=2291,1 тыс. руб.

ЗэПР=1303,8∙1,25=1603,7 тыс. руб.

Затраты энергии на освещение

,где (78)

Тосв – годовое число часов осветительной нагрузки: 1 смена-800-1000 часов;

Sобщ – общая площадь участка;

Рэл – удельный расход энергии на 1 м2 площади;

тыс.руб.

тыс.руб.

Затраты на сжатый воздух:

, где (79)

Рв – расход воздуха, м3;

Цв – цена 1 м3, руб.

тыс.руб.

тыс.руб.

Расход пара на отопление:

, где (80)

Нп – удельный расход тепла на 1 м3 здания (Нп=20 ккал/час);

Fо – число часов отопительного сезона (Fо=4320 часов)

V – объём здания, м3.

Гкал.

Гкал.

Затраты на потребление пара определяются как произведение расхода пара и цены пара Цп=402 руб./Гкал:

ЗпБАЗ=152 тыс. руб.

ЗпПР=107 тыс. руб

Потребление воды на участке может складываться из потребления воды про-мышленной на производственные нужды и воды на бытовые нужды. Затраты на воду принимаем равными для обоих вариантов.

ЗвБАЗ=ЗвПР=43,8 тыс. руб.

Результаты сводим в таблицы 7,8.

Виды энергии Потребители Единица измерения Тариф, руб./ед. Затраты на годовую программу, тыс. руб.

1 Электроэнергия Оборудование кВт∙ч 1,25 1603,7

Освещение кВт∙ч 5,417

2 Сжатый воздух Пневмосистемы м3 0,184 6,13

3 Пар Отопление Гкал 402 107

4 Вода Хоз.нужды м3 5,5 43,8

Итого: 1766,05

Таблица 7 — Расчет годовой стоимости энергоносителей на базовом участке

Таблица 8 — Расчет годовой стоимости энергоносителей на проектном участке

Виды энергии Потребители Единица измерения Тариф, руб./ед. Затраты на годовую программу, тыс. руб.

1 Электроэнергия Оборудование кВт∙ч 1,25 2291,1

Освещение кВт∙ч 7,695

2 Сжатый воздух Пневмосистемы м3 0,184 8,17

3 Пар Отопление Гкал 402 152

4 Вода Хоз.нужды м3 5,5 43,8

Итого: 2502,76

7.5 Расчет затрат на обслуживание оборудования и суммы амортизационных отчислений

Т.к. действующее оборудование на участке полностью изношено, то в данном проекте проводится сравнение вариантов внедрения двух технологических процессов изготовления вала ведущей шестерни. Первый вариант предполагает изготовление детали по базовому технологическому процессу, но на новом обо-рудовании. Второй вариант – спроектированный в данном проекте технологический процесс, выполняемый также на новом оборудовании.

Помимо основной заработной платы в проектируемом варианте по сравне-нию с базовым изменились: расходы на содержание и эксплуатацию оборудо-вания, так как изменились амортизационные отчисления и затраты на силовую электроэнергию; цеховые расходы, так как изменилась площадь участка, а сле-довательно и затраты на содержание площади.

Значение норм амортизации рассчитаны согласно срокам полезного использования, которые установлены постановлением РФ от 1 января 2002 г. о классификации основных средств, включаемых в амортизационные группы. Согласно постановлению оборудование отнесено к имуществу со сроком полезного использования свыше 7 лет до 10 лет включительно.

Амортизационные отчисления рассчитываются по способу линейной амортизации исходя из годовых норм амортизации, определенных в соответствии со сроками полезного использования и балансовой стоимости.

; (69)

(70)

где: — годовая норма амортизации, %;

— балансовая стоимость элементов основных производственных фондов, руб.;

— срок полезного использования, лет.

Необходимые для расчетов данные по оборудованию для базового и проектного техпроцессов, предоставленные бюро оборудования проектно-технологического отдела механообрабатывающего производства АЗ «Урал», приведены в таблицу 7.5 и 7.6.

Таблица 7.5 – Данные по оборудованию базового техпроцесса (при современ-ных ценах)

№ опе-рации Модель обору-дования Кол-во

оборудо-вания Суммарная

мощность, кВт Суммарная

стоимость оборудования, тыс.руб. Амортизация

% тыс. руб.

005 73СГ 1 7,00 850 12,5 106,25

005 ЕМ-414 3 90,00 2250 12,5 281,25

005 ЕМ-400 4 120,00 3000 12,5 375

020 Т5350 7 70,00 10500 12,5 1312,5

025 Т5350 8 80,00 12000 12,5 1500

050 1Б161 2 15 1900 11,2 212,8

055

060

065

070

075 1Н713 1 17,0 1500 12,5 187,5

090 ХА-5968 2 12,00 5000 14,3 715

Итого 28 411 37000 4690,3

Таблица 7.6 – Данные по оборудованию проектируемого техпроцесса

№ опера-ции Модель обору-дования Кол-во

оборудо-вания Суммарная

мощность, кВт Суммарная

стоимость оборудова-ния, тыс.руб. Амортизация,( )

% тыс. руб.

005 МР73-СГ 1 7,5 850 12,5 106,25

ЕМ-414 3 90,0 2250 12,5 281,25

ЕМ-400 4 120,0 3000 12,5 375

025 Т5350 2 17,4 10000 12,5 1250

030 Т5350 2 17,4 10000 12,5 1250

060 3В130Ф4 1 18,0 1800 14,3 257,4

065 TL-25HE 1 22,0 2000 14,3 286

Итого: 14 292,3 29900 3805,9

Затраты на силовую электроэнергию, потребляемую на приведение в действие машин, определяется следующим образом:

, (71)

где: N – суммарная мощность оборудования, КВт;

γср – средняя загрузка оборудования по времени (коэффициент);

KN – средняя загрузка оборудования по мощности (KN = 0,7 — 0,8);

Kω – коэффициент, учитывающий потери электроэнергии в сетях (K = 1,05);

ЦЭ – цена 1кВтч электроэнергии, руб/кВтч ЦЭ =1,12 руб/кВтч;

Fgo – действительный годовой фонд времени работы оборудования, ч.;

КПД – средний КПД электродвигателей (KПД =0,8-0,95).

руб;

руб.

Затраты электроэнергии на освещение

(72)

где: Тосв. – годовое число часов осветительной нагрузки: режим работы в 2 сме-ны – 2400…3000 час.;

Sобщ. – общая площадь, ;

Рэл. – удельный расход электроэнергии на 1 площади.

руб.

Затраты на содержание площади рассчитываются по формуле:

, (73)

где: S – площадь участка, м2;

PS1 – расходы на содержание 1 м², руб/м²; PS1=1400 руб/м2.

Площадь базового участка определяется укрупненно, используя следующие нормативы: на один малый станок 12 м² площади с включением проходов; на один средний станок – 25 м²; на один крупный станок – 50 м². Исходя их этого площадь базового участка равна 787 м².

Площадь проектируемого участка определяется по планировке и равна 450 м².

тыс. руб.

тыс. руб.

6.6 Калькулирование себестоимости детали

Калькуляция на деталь, изготовляемую по действующему техпроцессу, предоставлена планово-экономическим бюро Агрегатного производства. Так как эта калькуляция рассчитана с учетом того, что на участке действует старое (изношенное) оборудование, то значение амортизационных отчислений, а следовательно общепроизводственных расходов, пересчитаны для варианта с новым оборудованием, тем самым получив соответствующее значение для базового варианта техпроцесса.

В таблице 6.7 приведено сравнение калькуляций себестоимости деталей, изготов-ляемых по базовому и по проектируемому вариантам технологического про-цесса.

Таблица 6.7 – Сравнение калькуляций детали в базовом и проектном вариантах (в руб. за 1 шт.)

№ п.п

Наименование статей и показатлей

калькуляции № чертежа

4320-2502022

Базовый Проектный Отклонения

1 Детали других цехов — — —

2 Покупные изделия и полуфабрикаты 597,85 597,5 0

3 Вспомогательные материалы 37 % 2,65 2,65 0

4 Итого прямых материальных затрат 600,5 600,5 0

5 Основной ФОТ производственных

рабочих 37,81 15,30 -22,51

6 Дополнительный ФОТ производственных рабочих 6,0 % 2,27 0,918 -1,352

7 Отчисления на социальные нужды 27,2 % 10,90 4,41 -6,49

8 Итого основной и дополнительный ФОТ с отчисле-ниями на социальные нужды 50,98 20,63 -30,35

9 Общепроизводственные расходы 170% 64,28 26,01 -38,27

10 Возмещение износа инструмента и приспособлений 40 % 15,13 6,12 -9,18

11 Потери от брака 0% — — —

12 Производственная себестоимость 730,89 623,26 -107,63

13 Общехозяйственные расходы 17 % 124,25 111,05 -13,2

14 Коммерческие расходы 1,3 % 9,50 8,10 -1,4

15 ПОЛНАЯ СЕБЕСТОИМОСТЬ 864,64 742,41 -122,23

16 Отчисления в отраслевой фонд — — —

17 Прибыль 25 % 216,16 338,39 +122,23

18 ЦЕНА 1080,80 1080,80 0

Основные технико-экономические показатели базового и проектного вариантов приведены в таблице 7.8.

Таблица 6.8 – Основные технико-экономические показатели базового и проектного варианта

Наименование показателя Ед. изм. Обознач. и рас-чет.форм. Базовый вариант Проектный вариант Измене- ние

Масштабы производства

Годовая программа выпуска шт. QB 60000 60000 0

Численность производственных раб-их чел. Ч 7 5 -2

Стоимость основных фондов тыс.руб Ф — 29900 —

Производственная площадь м2 S 780 450 -330

Эффективность производства

Выработка на одного рабочего шт./ чел В=QB / Ч 8571.42 12000 -83,33

тыс.руб/

чел. В= Ц * QB / Ч 9264 12969,6 -280,275

Фондовооруженность тыс.руб/

чел. Фв=Ф / Ч — 5980 —

Фондоотдача руб./руб. Фо=Ц * QВ / Ф — 2168,83 —

Средний коэфф. загрузки оборудования % γср 63 67 +4

Коэффициент использования металла — Км = М изд /М заг 0,69 0,69 0

Рентабельность продукции % R= Пч * 100 / СБ 6,37 34,64 +28,27

Коммерческая эффективность проекта

Цена изделия руб Ц 1080,80 1080,80 0

Годовой доход от основной деят.-сти руб ЦВ = Ц * QВ 64848 64848 0

Себестоимость единицы изделия руб. СБ 864,64 742,41 -122,23

на годовой выпуск руб. 51878,4 44544,6 -7333,8

Балансовая прибыль на изделие руб. ПБ 216,16 338,39 +122,23

на годовой выпуск руб. 12969,6 20303,4 +7333,8

Налог на прибыль (ставка 24%)

на изделие руб. Н= ПБ * %налога 51,88 81,21 +29,33

на годовой выпуск руб. 3112,7 4872,82 +1760,12

Чистая прибыль на изделие руб. ПЧ=ПБ-Н 164,28 257,18 +92,9

на годовой выпуск руб. 9856,9 15430,6 +5573,7

Годовая сумма амортизации руб. А — 3805,9 —

Денежный поток от

производственной деятельности руб. Д = Пч + А — 19236,5 —

Инвестиции (капитальные вложения) руб. К — 29900 —

Срок окупаемости инвестиций лет Ток=К / Д — 1,55 —

Расчет общепроизводственных расходов

Результаты расчета сведены в таблицы 14,15,16,17. Расходы на ремонт оборудования принимаем 5% от стоимости оборудования.

Таблица 14 — Содержание и эксплуатация оборудования базового участка.

№ Статья расхода Затраты,

тыс.руб

1 Амортизация оборудования 2449,6

2 Ремонт оборудования 1106,5

3 Содержание и эксплуатация оборудования:

— силовая электроэнергия

— сжатый воздух

— заработная плата с отчислениями на социальное стра-хование вспомогательных рабочих

2291,1

8,17

236,1

4 Прочие расходы. Принимаем 5% от суммы предыду-щих статей

304,6

Итого: 6396,1

Таблица 15 — Содержание и эксплуатация оборудования проектного участка.

№ Статья расхода Затраты,

тыс.руб

1 Амортизация оборудования 2072,8

2 Ремонт оборудования 965

3 Содержание и эксплуатация оборудования:

— силовая электроэнергия

— сжатый воздух

— заработная плата с отчислениями на социальное стра-хование вспомогательных рабочих

1603,7

6,13

157,7

4 Прочие расходы. Принимаем 5% от суммы предыду-щих статей

240,3

Итого: 5045,6

Таблица 16 — Общецеховые расходы базового участка.

№ Статья расхода Затраты,

тыс.руб

1 — з/п с отчислениями на соцстрахование ИТР, служащих

— з/п с отчислениями на соцстрахование контролеров ОТК 389,85

78,63

2 Амортизация здания 306,72

3 Содержание здания:

— з/п с отчислениями на соцстрахование МОП

— пар на отопление

— освещение

— вода

47,24

152

7,7

43,8

4 Ремонт здания. 1% от стоимости здания 107,352

5 Охрана труда и техника безопасности:

2000 р. на 1 производственного рабочего

1700 р. на 1 вспомогательного рабочего

22

5,1

6 Прочие расходы. 3% от суммы предыдущих статей 34,81

Итого: 1195,21

Таблица 17 — Общецеховые расходы проектного участка.

№ Статья расхода Затраты,

тыс.руб

1 — з/п с отчислениями на соцстрахование ИТР, служащих

— з/п с отчислениями на соцстрахование контролеров ОТК 389,85

78,63

2 Амортизация здания 306,72

3 Содержание здания:

— з/п с отчислениями на соцстрахование МОП

— пар на отопление

— освещение

— вода

47,24

107

5,4

43,8

4 Ремонт здания. 1% от стоимости здания 107,352

5 Охрана труда и техника безопасности:

2000 р. на 1 производственного рабочего

1700 р. на 1 вспомогательного рабочего

16

3,4

6 Прочие расходы. 3% от суммы предыдущих статей 33,16

Итого: 1138,56

Итого общепроизводственных расходов:

Базовый вариант – 7591,31 тыс. руб.

Проектный вариант – 6184,16 тыс. руб.

Расчет себестоимости продукции и цены

Затраты на 1 тонну изделий определяются путем деления соответствующих затрат на годовую программу выпуска изделий в тоннах.

Полная себестоимость продукции складывается из следующих калькуляционных статей:

— основные материалы за вычетом отходов;

— покупные изделия и полуфабрикаты;

— основная зарплата производственных рабочих;

— дополнительная зарплата производственных рабочих;

— отчисления на социальное страхование;

— общепроизводственные расходы;

— общехозяйственные расходы;

— коммерческие расходы.

Общехозяйственные расходы рассчитываются укрупнено в размере 15% от производственной себестоимости.

Коммерческие расходы включают затраты на хранение, транспортировку продукции и другие затраты, связанные со сбытом продукции. Эти затраты определяются в размере 1,5% от производственной себестоимости.

По результатам калькуляции себестоимости рассчитывается внутрипроизводственная цена.

Результаты расчетов для базового и проектного вариантов представлены в таблицах 18,19.

Таблица 18 — Расчет себестоимости и внутрипроизводственной цены по базовому варианту.

Наименование статей затрат

и показателей калькуляции На 1 тонну, тыс. руб. На про-грамму, тыс. руб.

1. Основные материалы за вычетом отхо-дов. 80,9 2945,8

2. Покупные изделия и полуфабрикаты 29,3 1089,56

3. Основная з/п производственных ра-бочих 17 619,8

4. Дополнительная з/п производственных рабочих 1,7 61,98

5. Отчисления на социальное

страхование 5,1 185,4

6. Общепроизводственные расходы

208,55 7591,31

7. Производственная себестоимость 343,24 12493,85

8. Общехозяйственные расходы 51,48 1874,1

9. Коммерческие расходы 5,15 187,4

10. Полная себестоимость 399,87 14555,35

11. Прибыль (25% от полной себестоимо-сти) 99,96 3638,83

12. Цена 499,84 18194,18

Таблица 19 — Расчет себестоимости и внутрипроизводственной цены по проектному варианту.

Наименование статей затрат

и показателей калькуляции На 1 тонну, тыс. руб. На про-грамму, тыс. руб.

1. Основные материалы за вычетом отхо-дов. 80,9 2945,8

2. Покупные изделия и полуфабрикаты 29,3 1089,56

3. Основная з/п производственных ра-бочих 12,4 450,75

4. Дополнительная з/п производственных рабочих 1,24 45,1

5. Отчисления на социальное

страхование 3,68 133,9

6. Общепроизводственные расходы

169,5 6184,16

7. Производственная себестоимость 298,05 10849,27

8. Общехозяйственные расходы 44,7 1627,39

9. Коммерческие расходы 4,47 162,74

10. Полная себестоимость 347,24 12639,4

11. Прибыль 152,6 5554,78

12. Цена 499,84 18194,18

6.3.7 Оценка эффективности капитальных вложений

Период расчета проекта — 7 лет. Оценка эффективности капвложений прово-дится в соответствии с показателями, определенными «Методическими реко-мендациями по оценке эффективности инвестиционных проектов № ВК 477 от 21.06.99».

Оценка эффективности приведена по следующим показателям:

Чистый доход (ЧД) – накопленный эффект за расчетный период:

ЧД =  Дt —  Кt; (85)

где Дt – доход (приток средств) от производственной деятельности (чистая прибыль и амортизация) на шаге t (руб.);

Кt — капитальные затраты (отток средств) на шаге t (руб.)

Чистый дисконтированный доход — накопленный дисконтированный эффект за расчетный период:

; (86)

где Е – ставка дисконтирования (20%).

ЧД и ЧДД характеризуют превышение суммарных денежных поступлений над суммарными затратами для данного проекта соответственно без учета и с учетом неравноценности эффектов (а также затрат, результатов), относящихся к различным моментам времени.

Индекс доходности инвестиций (ИД):

; (87)

Внутренняя норма доходности — норма доходности инвестиций (%) , представляющая собой такое значение Е, при котором ЧДД равен 0;

; (88)

Срок окупаемости без дисконтирования и с учетом дисконтирования — срок возмещения капитальных затрат, такой период времени от начального момента до наиболее раннего момента периода расчета, когда значение ЧД (или ЧДД с учетом дисконтирования) становится положительным.

Проект считается целесообразным, если значения ЧД, ЧДД за рассматри-ваемый период положительны, ИД свыше 1, значение ВНД превышает ставку дисконтирования Е, срок окупаемости находится в приемлемых для инвестора пределах.

Основные технико-экономические показатели базового и проектного вариантов приведены в табл. 20.

Таблица 20 — Основные технико-экономические показатели

Наименование показателя Единицы

измерения Базовый

вариант Проектный вариант

Годовая программа выпуска шт. 26000 26000

тонн 36,4 36,4

Численность основных

производственных рабочих чел. 11 8

Стоимость основных фондов тыс.руб. 22130 19300

Производственная площадь м² 456 321

Выработка на одного рабочего т./чел.,

тыс. руб./чел. 3,3

1654,01 4,55

2274,27

Фондоотдача руб./руб. 0,82 0,94

Фондовооруженность тыс. руб./чел. 2011,8 2412,5

Съем продукции с 1м² произ-водств. площади тыс. руб./м² 39,9 56,68

Рентабельность продукции % 20,5 36

Цена 1 тонны продукции тыс. руб. 499,84 499,84

Годовой доход от основной дея-тельности тыс.руб. 18194,18 18194,18

Себестоимость: 1 тонны

на программу тыс. руб.

тыс. руб. 399,87

14555,35 347,24

12639,4

Балансовая прибыль: на 1 тонну

на программу тыс. руб.

тыс. руб. 99,96

3638,83 152,6

5554,78

Налог на прибыль: на 1 тонну

на программу тыс. руб.

тыс. руб. 17,99

654,99 27,47

999,86

Чистая прибыль: на 1 тонну на программу тыс. руб.

тыс. руб. 81,97

2983,84 125,13

4554,92

Годовая сумма амортизации тыс.руб. 2756,3 2379,5

Денежный поток от производст-венной деятельности тыс.руб. 5740,14 6934,42

Инвестиции (капитальные вло-жения) тыс.руб. 22130 19300

Срок окупаемости инвестиций

с учетом дисконтирования при Е=15 % лет 3,85

6,18 2,78

3,87

Чистый доход проекта тыс.руб. 18050,98 29240,94

Чистый дисконтированный доход за 7 лет при Е=15 % тыс.руб. 2782,57 9586,5

Индекс доходности за 7 лет при Е=15 % ─ 1,08 1,49

Исходя из сравнения технико-экономических показателей можно сделать вывод, что проектный вариант технологического процесса экономически вы-годнее базового.

Заключение

В ходе работы над дипломным проектом произведен анализ действующего технологического процесса механической обработки детали вал ведущей шес-терни и на базе него спроектирован новый. Предложен перевод действующих операций на станки с ЧПУ. Удалось сократить длительность технологического процесса.

Для обработки детали вал ведущей шестерни рассчитаны режимы резания и нормы штучного времени. Сделан размерный анализ.

На чистовой стадии обработки шлифовальные операции были объединены и станки заменены на один станок с числовым программным управлением. Также объединены операции точения, сверления и резьбонарезания, станки (4 станка) заменены на один токарный станок с ЧПУ модели TL-25HE. Использование станков с числовым программным управлением сделало участок более гибким, позволило сократить количество оборудования, что привело к уменьшению производственной площади участка с 780 м до 450 м и трудоемкости обработки детали, численности персонала, затрат на электроэнергию и заработную плату производственных рабочих.

Все это привело к снижению общепроизводственных расходов на изделие с 64,28руб. до 26,01 руб. и себестоимости единицы изделия с 864,64 руб. до 742,41 руб., а также к увеличению чистой прибыли на изделие с 164,28 руб. до 257,18 руб.. Рентабельность продукции составила 35 % (в базовом варианте рентабельность равна 6,37%). Срок окупаемости проекта 1,5 года.

Литература

1. Косилова А.Г., Мещеряков Р.К., Кашин М.А. Точность обработки, заготовки и припуски в машиностроении. Справочник технолога. М. «Маши-ностроение» 1976.

2. Миков Ю.Г., Рогинский В.Ю. Размерный анализ технологических процессов в курсовом и дипломном проектировании. Учебное пособие. Челя-бинск, ,ЮУрГУ 2000- 80 с.

3. Гузеев В.И, Батуев В.А, Сурков И.В. Режимы резания для токарных и сверлильно — фрезерно- расточных станков с числовым программным управлением. Справочник. М. «Машиностроение» 2005.

4. Локтев А.Д, Гущин И.Ф, Балашов Б.Н. и др. Общемашиностроительные нормативы режимов резания. Справочник в 2-ух томах. М. « Машиностроение» 1991. 1 Том- 640 с, 2 Том- 304с.

5. Общемашиностроительные нормативы времени вспомогательного, на обслуживание рабочего места и подготовительно-заключительного для технического нормирования станочных работ. «Серийное производство». М.»Машиностроение» 1974- 423 с.

6. Каталог. Сменные пластины и инструмент. MITSUBISHI – 2006-07-1072 с.

7. Панов А.А. Обработка металлов резанием. Справочник технолога. М. «Машиностроение» 1988- 731 с.

8. Жуков Э.Л, Козарь И.И и др. Технология машиностроения. Учебное пособие в 2-ух томах. М. «Высшая школа» 2005.

9. Писаревский М.И. Новый инструмент для накатывания резьб и шлиц. Ленинград «Машиностроение» 1966-150 с.

10. Попов Л.М. Схваты промышленных роботов. Методическое пособие. Челябинск «ЮУрГУ» 2001-39 с.

11. Ординарцев И.А. Справочник инструментальщика. Ленинград «Машино-строение» 1987- 830 с.

12. Романов В.Ф. Расчет зуборезных инструментов. М. «Машиностроение» 1969- 255 с.

13. Иноземцев Г.Г. Проектирование металлорежущих инструментов. М. «Машиностроение» 1984- 266 с.

14. Сахаров Г.Н., Арбузов О.Б. Металлорежущие инструменты. М. «Машиностроение» 1989- 325 с.

15. Алексеев Г.А. Конструкция инструмента. М. «Машиностроение» 1979- 381 с.

16. Вардашкин Б.Н. Станочные приспособления. Справочник в 2-ух томах. М. «Машиностроение» 1984- Т.1.

17. Косов Н.П., Исаев А.Н., Схиртладзе А.Г. Технологическая оснастка: вопросы и ответы. М. «Машиностроение» 2005- 302 с.

18. Прогрессивное оборудование. Учебное пособие.

19. Миков Ю.Г., Кучина О.Б. Проектирование станочных приспособлений. Учебное пособие. Челябинск 2004- 62 с.

20. Вороненко В.П, Брюханов В.Н. Машиностроительное производство. М. «Высшая школа» 2001- 302 с.

21. Кукин П.П, Лапин В.Л. Безопасность технологических процессов и производств. Охрана труда. М. «Высшая школа» 1999.

22. Стандарт предприятия. Курсовое и дипломное проектирование. Общие требования к оформлению. СТП ЮУрГУ 04-2001. Челябинск 2001- 48 с.