Технологический процесс изготовления корпуса клиноплунжерного патрона

Содержание:

Введение

1. Анализ состояния вопроса

2. Выбор типа производства и стратегии производственного процесса

3. Выбор и проектирование заготовки

4. Разработка технологического маршрута и плана изготовления

5. Выбор средств технологического оснащения

6. Разработка технологических операций

7. Экономическая эффективность проекта

Заключения

Список литературы

Приложения

Введение

Цель квалификационного проектирования по технологии машиностроения - научится правильно применять теоретические знания, полученные в процессе учебы, использовать свой практический опыт работы на машиностроительных предприятиях для решения профессиональных технологических и конструкторских задач.

Целью данной работы является снижение трудоемкости изготовления вала путем разработки прогрессивного технологического процесса, базирующегося на современных достижениях в области станкостроения и инструментального производства.

К мероприятиям по разработке новых прогрессивных технологических процессов относится и автоматизация, на ее основе применения высокопроизводительного технологического оборудования, применения режущего инструмента, быстродействующими средствами.

В квалификационной работе должна отображаться экономия затрат труда, материала, энергии. Решение этих вопросов возможно на основе наиболее полного использования возможностей прогрессивного технологического оборудования и оснастки, создания гибких технологий.

1. Анализ состояния вопроса

1.1 Служебное назначение детали

Корпус предназначен для установки на нем деталей, из которых состоит клиноплунжерный патрон. Поверхность 13 (рисунку 1- эскиз детали) служит для базирования заготовок, а именно фланцев крепления карданного вала к валу привода переднего моста. На эту же поверхность устанавливается контрольная оправка. Фиксирование заготовки производится посредством 3-х кулачков, которые перемещаются по пазам в патроне, посредством перемещения штока, на котором выполнены специальные пазы. Сам шток перемещается по поверхности 34, он фиксируется сегментной шпонкой, которая перемещается по пазу поверхность 39. Перемещение штока производится посредством соединения винт-гайка.

Клиноплунжерный патрон работает с довольно большими нагрузками и изгибающими моментами и, поэтому, требует специальной термообработки. Следует учитывать трение скольжения на поверхностях детали.

На рисунке 1 представлен эскиз детали, а в таблице 1 классификация ее поверхностей.

Таблица 1 - Классификация поверхностей детали

Вид поверхности	№ поверхностей
Исполнительные поверхности	6, 13
Основные конструкторские базы (ОКБ)	1, 29, 34, 36
Вспомогательные конструкторские базы (ВКБ)	25,27,28,31,32,33,40,41,46
Свободные поверхности	остальные

Материал корпуса – сталь 19ХГН по по ТУ 14-1-261-72, имеющая следующий химический состав: углерода С= 0,16…0,21%, кремния Si= 0,17…0,37%, марганца Mn= 0,7 … 1,1%, хрома Cr= 0,8…1,1%, никеля Ni=0,8…1,1%. [1].

Механические свойства при Т=20 ^oС материала 19ХГН: σв =1180-1520МПа, σт =930МПа, НRC_>э> после цементации 59…63, обрабатываемость резанием – хорошая, Кv = 1,0. Исходя из служебного назначения корпуса при разработке технологического процесса ее изготовления, особое внимание следует уделить исполнительным поверхностям Ø25(пов.13), торцу (пов.6), а также к основным конструкторским базам: торцу (пов.1), конусной поверхности Ø82,563 (пов.29), отверстию Ø18 (пов.34) и отверстию Ø12Н7 (пов.36).

1.2 Технологичность конструкции детали

Рабочий чертеж корпуса содержит необходимую графическую информацию для полного представления о конструкции. Указаны размеры с их отклонениями, проставлена требуемая шероховатость, большинство отклонений от правильных геометрических форм.

К недостаткам чертежа можно отнести допуск размера Ø82_>-0,2>, для того чтобы в последствии использовать эту поверхность в качестве базы, назначаем новый допуск под шлифовальную операцию Ø82_>-0,01>.

В основном деталь технологична и позволяет применить прогрессивные методы обработки (точение, шлифование и т. д.) с использованием режущего инструмента, оснащенного твердым сплавом.

2. Выбор типа производства и стратегии производственного процесса

Тип производства зависит от годовой программы выпуска деталей и их трудоемкости. По таблице 3.2 [21] при массе детали до 5кг (масса корпуса 4 кг) и программе 10000 деталей в год (N= 10000 дет/год – проектная ) тип производства – крупносерийное.

Для серийного производства рекомендуется групповая форма организации производства, когда запуск деталей осуществляется партиями [3]:

, (2.1)

где a- периодичность запуска деталей, при запуске раз в месяц, а = 24;

F- число рабочих дней в году, F=254.

n = 10000∙24/254 = 945дет.

С учетом типа производства предполагаем применение универсальных станков и станков с ЧПУ, универсальных и специализированных приспособлений с механизированными силовыми приводами, режущих инструментов, оснащенных сменными многогранными режущими пластинами.

3. Выбор и проектирование заготовки.

3.1 Экономическое обоснование метода получения заготовки

Заготовку данной детали можно получить штамповкой и прокатом [3]. Метод получения исходной заготовки выбирают по сравнительному анализу себестоимости нескольких вариантов. В данном случае с учетом того, что производство мелкосерийное, будет экономически не выгодно изготавливать дорогостоящие штампы или литейный формы, поэтому производим расчет только для проката (по ВАЗовской технологии).

Стоимость заготовки определяется по формуле [3]:

Sзаг= Q · Ci/1000 – (Q-q) ∙ SОТХ/1000 + ∑Cо.з, (3.1.2)

где Ci- базовая стоимость 1 тонны заготовок, руб;

Q- масса заготовки, кг;

SОТХ- стоимость отходов (стружки), руб/тонна;

Cо.з – стоимость отрезки штучной заготовки дисковой сегментной пилой при Тшт=3мин.

Для нашего случая:

Сi= 12000 руб/тонна – круг диаметром 140 мм (По данным ВАЗа);

Q= 15,6 кг;

SОТХ= 400 р/тонна – по данным ВАЗа;

q= 3,6 кг;

После подстановки в формулу 3.1.2.

Sзаг1 = 182,4 руб.

В качестве метода получения заготовки принимаем – прокат, ГОСТ 2590-88.

3.2 Разработка рабочего чертежа заготовки

Деталь – корпус (чертеж 06.М.15.17.10.000);

Метод получения заготовки – прокат;

Материал – сталь 19ХГН.

Масса детали – 3,6 кг.

3.2.1 Исходные данные для расчета

Масса заготовки Q= 15,6 кг;

Класс точности – Т3 (приложение 1);

Группа стали – М1 (табл.1) при средней весовой доли углерода до 0,45%, суммарной массовой доли легирующих элементов до 2%;

Группа сложности – С3 (приложение 2). Расчет: размеры описывающей фигуры (цилиндр),

диаметр – 133 мм, длина – 126 мм, масса Gцил= 15,6кг при соотношении Gдет/Gцил= 3,6/15,6= 0,23, степень сложности – С3 при соотношении в пределах 0,16…0,32.

3.2.2 Припуски на механическую обработку

Диаметр заготовки выбираем по номинальному диаметру проката, табл.2 [22].

Припуск на боковую поверхность оставляем по 2,5 мм (по ВАЗовской технологии).

Допускаемые отклонения размеров:

диаметры: Ø140 _>-2>^+0,8, табл. 2 [22];

длины: 131 _>-2>, табл. 50 [5].

Качество наружной поверхности назначаем с учетом рекомендаций - Rz=100, Т=150мкм.

Рабочий чертеж корпуса клиноплунжерного патрона представлен на листе 1 проекта, чертеж заготовки не прилагается, т.к. заготовкой является прокат.

4. Разработка технологического маршрута и плана изготовления

4.1 Выбор методов обработки поверхностей корпуса

Выбор методов обработки поверхностей детали резанием выполним по типовым таблицам обработки [2] и результаты выбора сведем в таблицу 4.1 проекта. Номера поверхностей взяты с технологического чертежа корпуса (рисунок 1).

Таблица 2 - Методы обработки поверхностей корпуса

№ пов.	Точность (квал.)	Шероховатость, Ra(мкм)	Методы обработки
1	7	0,8	Точение, точение чистовое, шлифование, шлифование чистовое
5, 13	8	1,6	Точение, точение чистовое, шлифование чистовое
6	7	0,8	Точение, точение чистовое, фрезерование, шлифование чистовое
14,19	8	1,6	Фрезерование, фрезерование чистовое
21,22,23	11	3,2	Точение, точение чистовое
24	11	6,3	Фрезерование, фрезерование предварительное
8,10	9	3,2	Точение, точение чистовое, фрезерование чистовое
25, 28	11	3,2	Сверление, зенкерование чистовое
26, 27, 45	11	6,3	Цекование чистовое
32	11	3,2	Точение, точение чистовое
33	11	3,2	Сверление, зенкерование, резьбонарезание, калибрование
38,39	11	6,3	Фрезерование, фрезерование чистовое
40,41,42,43	8	1,6	Фрезерование, фрезерование чистовое
29	6	0,8	Точение, точение чистовое, шлифование, шлифование чистовое
34, 35	8	1,6	Точение, точение чистовое, шлифование, шлифование чистовое
36	7	0,4	Сверление, зенкерование, шлифование, шлифование чистовое
44	8	1,6	Долбежная
46	8	1,6	Зенкерование, шлифование, шлифование чистовое
47	11	6,3	Сверление, зенкерование чистовое
Остальные	11	6,3	Точение, точение чистовое

Данные методы реализованы при разработке маршрута изготовления детали.

4.2 Разработка технологического маршрута изготовления корпуса

При разработке маршрута в мелкосерийном производстве придерживались следующих правил:

1.Технологические операции разрабатывали по принципу концентрации технологических переходов, т.е. как можно больше поверхностей обрабатывать с одного установа заготовки.

2.Отдавали предпочтение универсальным, координатным, станкам с ЧПУ, обеспечивающие необходимую гибкость производства.

3.Старались шире применять режущий инструмент со сменными многогранными пластинами (СМП) из твердого сплава. Для цельного инструмента (сверл и др.) рекомендуем быстрорежущую сталь Р6М5.

4.Станочные приспособления применяли со сменными установочными элементами и механизированными зажимными устройствами.

Технологический маршрут обработки представлен в таблице 3.

Таблица 3 - Технологический маршрут изготовления корпуса

№ операции	Наименование операции	Оборудование (тип, модель)	Содержание операции
000	Ленточно-отрезная	Ленточно-отрезной станок НДА250	Отрезать заготовку пов. 6, 7
005	Токарно-винторезная	Токарно-винторезный станок 16К20	Обдирка пов. 2, 4, 5, 6, 10, 11, 13, 21
010	Токарно-винторезная	Токарно-винторезный станок 16К20	Установ А: Сверлить отв. 36 Расточить пов. 34, 31, 29 Точить пов. 35, 32, 30, 2, 1 Установ Б: Точить 3, 4, 5, 6, 10, 11, 12, 13, 20, 21, 22, 23 Зенкеровать отв. 36 Расточить пов. 7, 8, 9, 16, 17, 18
015	Универсально-фрезерная	Универсально- фрезерный станок 6Р80	Фрезеровать пов. 8, 10 Фрезеровать пов. 6, 38, 39 (3 места)
020	Универсально-фрезерная	Широкоуниверсальный фрезерный станок 676	Фрезеровать пов. 24, 42, 43 (3 места) Фрезеровать пов.14, 19, 40, 41 (3 паза)
025	Слесарная	Стол рабочий	Припилить углы. Удалить заусенцы
030	Расточная	Координатно-расточной станок 2410	Установ А: Сверлить пов. 25 Зенкеровать пов. 25 Сверлить 4 отв. 28 Зенкеровать 4 отв. 28 Сверлить 4 отв. 33 Зенкеровать 4 отв. 33 Установ Б: Сверлить отв. 47 Зенкерование отв. 47,46 Цековать пов. 26, 27, 45
035	Слесарная	Стол рабочий	Удалить заусенцы. Нарезать резьбу. Продуть резьбу
040	ТО	Печь шахтная	Цементировать h 0,8…1,2. Резьбу от цементации предохранить
045	ТО	Печь шахтная	Закалить 59…63 HRC_>Э>
050	Слесарная	Стол рабочий	Калибровать резьбу по чертежу пов. 33
055	Плоско-шлифовальная	Плоско-шлифовальный станок 3731	Установ А: Шлифовать пов. 6 (3 места) Установ Б: Шлифовать пов. 1
060	Кругло-шлифовальная	Универсальный кругло-шлифовальный станок 3Б12	Шлифовать пов. 5, 13
065	Внутри-шлифовальная	Внутри-шлифовальный станок 3А225	Шлифовать пов. 29, 34, 35, 36
070	Шлифовальная	Координатно-шлифовальный станок 3СМО	Шлифовать пов. 46
075	Долбежная	Долбежный станок 7А412	По чертежу паз, пов. 44
080	Слесарная	Стол рабочий	Припилить углы. Маркировать пазы
085	Моечная	Моечная машина
090	Контрольная	Контрольный стол	Контроль

4.3 Выбор технологических баз

Теоретическая схема базирования выбирается в зависимости от типа детали. Для нашего случая тип детали - диск. Выбирается двойная опорная база, которая лишает заготовку 2 степеней свободы, опорная база - упор, лишающий заготовку ещё одной степени свободы и установочная база, лишающая заготовку 3 степеней свободы. Для обоснования выбранных баз составим таблицу 4.3, в которой покажем по операциям, какие базы используются на операциях.

Таблица 4 - Технологические базы

№ операции

№ опорных

точек

Наименование базы

Характер

проявления

Реализа-ция

№ обрабатываемых поверхностей

Операционные

размеры

Единство баз

Постоянство баз

явная

скрытая

естественная

искусствен-ная

005

1,2,3

4,5

Уст

ДО

2⁰⁰⁵

4⁰⁰⁵

5⁰⁰⁵

6⁰⁰⁵

10⁰⁰⁵

11⁰⁰⁵

13⁰⁰⁵

21⁰⁰⁵

2А⁰⁰⁵

2В⁰⁰⁵

2Д⁰⁰⁵

2П⁰⁰⁵

W⁰⁰⁵

Э⁰⁰⁵

Ъ⁰⁰⁵

Ь⁰⁰⁵

010А

1,2,3

4,5

Уст

ДО

1^010А

2^010А

29^010А

30^010А

31^010А

32^010А

34^010А

35^010А

36^010А

2Л^010А

2З^010А

2Ж^010А

2Е^010А

2А^010А

R^010А

L^010А

Ь^010А

010Б

1,2,3

4,5

Уст

ДО

3^010Б

4^010Б

5^010Б

6^010Б

7^010Б

8^010Б

9^010Б

10^010Б

11^010Б

12^010Б

13^010Б

16^010Б

17^010Б

18^010Б

20^010Б

21^010Б

22^010Б

23^010Б

36^010Б

2Л^010Б

2И^010Б

2К^010Б

2Д^010Б

2Г^010Б

2В^010Б

U^010Б

Я^010Б

m^010Б

h^010Б

F^010Б

x^010Б

W^010Б

Э^010Б

Ъ^010Б

Ь^010Б

015

1,2,3

4,5

Уст

ДО

6⁰¹⁵

8⁰¹⁵

10⁰¹⁵

38⁰¹⁵

39⁰¹⁵

Ш⁰¹⁵

Щ⁰¹⁵

U⁰¹⁵

Ъ⁰¹⁵

030А

1,2,3

4,5

Уст

ДО

25^030А

28^030А

33^030А

2О^030А

2М^030А

2Ч^030А

2Ц^030А

2Б^030А

f^030А

N^030А

Ю^030А

030Б

1,2,3

4,5

Уст

ДО

26^030Б

27^030Б

45^030Б

46^030Б

47^030Б

2Н^030Б

2Б^030Б

2Т^030Б

2У^030Б

2Ф^030Б

Q^030Б

e^030Б

j^030Б

055А

1,2,3

4,5

Уст

ДО

6^055А

Ъ^055А

055Б

1,2,3

4,5

Уст

ДО

1^055Б

Ь^055Б

060

1,2,3

4,5

Уст

ДО

5⁰⁶⁰

13⁰⁶⁰

2В⁰⁶⁰

2П⁰⁶⁰

065

1,2,3

4,5

Уст

ДО

29⁰⁶⁵

34⁰⁶⁵

35⁰⁶⁵

36⁰⁶⁵

2Л⁰⁶⁵

2З⁰⁶⁵

2Е⁰⁶⁵

R⁰⁶⁵

070

1,2,3

4,5

Уст

ДО

46⁰⁷⁰

2У⁰⁷⁰

e⁰⁷⁰

075

1,2,3

4,5

Уст

ДО

44⁰⁷⁵

2Л⁰⁷⁵

Г⁰⁷⁵

k⁰⁷⁵

Примечание: в таблице 4 двойная направляющая база обозначается буквами ДН, опорная – О, установочная – буквами Уст, двойная опорная – ДО.

В качестве черновых технологических баз на первой операции ТП выбираем цилиндрическую поверхность 2 и торец 1, т.к. для обеспечения точности диаметральных размеров и взаимного расположения цилиндрических поверхностей поверхность 2 подходит лучше всех благодаря своим линейным размерам, обеспечивая устойчивое положение заготовки в приспособлении в радиальном направлении. В дальнейшем она будет обработана согласно требованиям чертежа.

Чистовыми базами на токарных операциях 010А, 035 служат:

скрытая технологическая база – ось пов.5, реализуемая при установке заготовки поверхностью 5 в самоцентрирующее устройство;

явная база- торец 6, реализуемая при его контакте с установочным элементом приспособления.

Чистовыми базами на токарных операциях 010Б служат:

скрытая технологическая база – ось пов.29, реализуемая при установке заготовки поверхностью 29 в самоцентрирующее устройство;

явная база- торец 1, реализуемая при его контакте с установочным элементом приспособления.

При фрезеровании детали базами являются:

явная база - торец 1, реализуемая при его контакте с установочным элементом приспособления (такие же, что и на токарной операции).

При растачивании детали, операция 030А, базами являются:

скрытая технологическая база – ось пов.10, реализуемая при установке заготовки поверхностью 10 в самоцентрирующее устройство;

явная база - торец 21, реализуемая при его контакте с установочным элементом приспособления.

При растачивании детали, операция 030Б, базами являются:

явная база- торец 1, реализуемая при его контакте с установочным элементом приспособления.

При шлифовании детали базами являются:

скрытая технологическая база – ось пов.5(29), реализуемая при установке заготовки поверхностью 5(29) в самоцентрирующее устройство;

явная база - торец 6(1), реализуемая при его контакте с установочным элементом приспособления (такие же, что и на токарной операции).

На долбежной операции 075 чистовыми базами служат:

явная база - торец 6, реализуемая при его контакте с установочным элементом приспособления (такие же, что и на токарной операции).

Такой выбор баз наряду с точностью изготовления корпуса обеспечивает требования взаимного расположения его поверхностей.

Условные обозначения принятых черновых и чистовых технологических баз в теоретических схемах базирования на различных операциях ТП изготовления корпуса приведены в плане изготовления (лист 2).

4.4 Назначение операционных технических требований

Технические требования на обработку детали назначаем по таблицам статистической точности размеров и пространственных отклонений [4], исходя из вида обработки, применяемого оборудования, способа обеспечения точности и длины (диаметра) обработки детали.

Технические требования на выполнение технологических операций включают в себя требования к шероховатости, технологические допуски на размеры, форму и расположение поверхностей.

При этом необходимо соблюдать условие:

TA^ОП≥ _>c>_>т>А^ОП, (4.4.3)

где TA^ОП– операционный операционный допуск на параметр А;

_>c>_>т>А^ОП – величина погрешности параметра А, которая может

возникнуть на данной операции при нормальном состоянии

технологической системы (статистическая погрешность).

При назначении операционных допусков на размеры необходимо придерживаться следующих правил:

допуск на размер между измерительной базой и обработанной поверхностью ТА^ОП складывается из статистической погрешности получения размера А^оп_>ст>, пространственных отклонений измерительной базы  и погрешности базирования ε_>БА> от несовпадения технологической и измерительной баз (в случае несовпадения баз):

TA^ОП= _>c>_>т>А^ОП+ + ε_>БА>, (4.4.4)

допуск на размер между поверхностями, обработанными с одного установа включает в себя только одну величину статической погрешности.
операционные допуски на размеры замкнутых поверхностей складываются из статических погрешностей выполняемых размеров.

Технические требования вносим в графу 4 плана изготовления.

4.5 Оформление технологической документации

Технологическая документация представлена в приложении.

5. Выбор средств технологического оснащения

При выборе типа и модели металлорежущих станков будем руководствоваться следующими правилами:

1) Производительность, точность, габариты, мощность станка должны быть минимальными достаточными для того, чтобы обеспечить выполнение требований предъявленных к операции.

2) Станок должен обеспечить максимальную концентрацию переходов на операции в целях уменьшения числа операций, количества оборудования, повышения производительности и точности за счет уменьшения числа перестановок заготовки.

3) В случае недостаточной загрузки станка его технические характеристики должны позволять обрабатывать другие детали, выпускаемые данным цехом, участком.

4) В серийном производстве следует применять преимущественно универсальные станки, револьверные станки, станки с ЧПУ, многоцелевые станки (обрабатывающие центры). На каждом станке в месяц должно выполняться не более 40 операций при смене деталей по определенной закономерности.

При выборе приспособлений будем руководствоваться следующими правилами :

а) Приспособление должно обеспечивать материализацию теоретической схемы базирования на каждой операции с помощью опорных и установочных элементов.

б) Приспособление должно обеспечивать надежное закрепление заготовки при обработке.

в) Приспособление должно быть быстродействующим.

г) Зажим заготовки должен осуществляться, как правило, автоматически.

д) Следует отдавать предпочтение стандартным, нормализованным, универсально-сборным приспособлениям, и только при их отсутствии проектировать специальные приспособления.

При выборе РИ будем руководствоваться следующими правилами:

Выбор инструментального материала определяется требованиями, с одной стороны, максимальной стойкости, а с другой минимальной стоимости.

2) Следует отдавать предпочтение стандартным и нормализованным инструментам.

При выборе средств контроля будем руководствоваться следующими правилами:

Точность измерительных инструментов и приспособлений должна быть существенно выше точности измеряемого размера, однако неоправданное повышение точности ведет к резкому удорожанию.
В серийном производстве следует применять инструменты общего назначения: штангенциркули, микрометры, длинномеры и т.д, реже – специального назначения.
Следует отдавать предпочтение стандартным и нормализованным средствам контроля.

Результаты выбора средств технологического оснащения заносим в таблицу 5.

Таблица 5 - Выбор СТО

Операция	Оборудование	Приспособление	РИ	Контроль
1	2	3	4	5
005 Токарно-винторезная	Токарно-винторезный станок 16К20	Патрон трехкулачковый самоцентрирующий	Резец проходной, подрезной	Пробки, калибры, скобы
010 Токарно-винторезная	Токарно-винторезный станок 16К20	Патрон трехкулачковый самоцентрирующий	Резец проходной, расточной, отрезной, подрезной со сменными пластинами, резец спец. канавочный, резец фасонный, зенкер, сверло	Пробки, калибры, скобы, шаблоны, приспособление для контроля размеров и непараллельности
015 Универсально-фрезерная	Широко- универсальный фрезерный станок 675	Специальные приспособления	Фрезы для концевого фрезерования	Шаблоны, калибры, мерительные приспособления
020 Универсально-фрезерная	Широко- универсальный фрезерный станок 676	Специальные приспособления, делительная головка	Фрезы для концевого фрезерования	Пробки, калибры, скобы, шаблоны
030 Расточная	Координатно-расточной станок 2410	Специальные приспособления	Сверла, зенкеры, цековки	Шаблоны, калибры, мерительные приспособления
055 Плоско-шлифовальная	Плоско-шлифовальный станок 3731	Патрон трехкулачковый самоцентрирующий	Шлифовальный круг	Шаблоны, калибры, мерительные приспособления
060 Кругло-шлифовальная	Универсальный кругло-шлифовальный станок 3Б12	Специальные приспособления	Специальные шлифовальные круги	Шаблоны, калибры, мерительные приспособления
065 Внутри-шлифовальная	Внутри-шлифовальный станок 3А225	Патрон трехкулачковый самоцентрирующий	Шлифовальные круги	Шаблоны, калибры, мерительные приспособления
070 Шлифовальная	Координатно-шлифовальный станок 3СМО	Специальные приспособления	Шлифовальный круг	Шаблоны, калибры, мерительные приспособления
075 Долбежная	Долбежный станок 7А412	Специальные приспособления	Специальный долбяк	Калибры, скоба гладкая, мерительные приспособления

6. Разработка технологических операций

Разработка универсально-фрезерной операции

6.1 Выбор станка

Окончательно принимаем широкоуниверсальный инструментальный фрезерный станок 676 [5], с универсальной делительной головкой УДГ-Д-250.

Размер рабочей поверхности стола – 250 х 630 мм;

Пределы частоты вращения шпинделей, об/мин :

горизонтального - 50...1630

вертикального - 63...2040

Конус отверстия шпинделей – 40;

Габаритные размеры стола – 1200х1225х1758 мм;

Мощность главного электродвигателя – 2,2 квт;

6.2 Выбор последовательности позиций

1. Фрезеровать 1, 2, 3 пазы 20^+0,2 (пов. 14, 19), выдерживая размер 4,4 ^+0,08 (пов. 40, 41). 3 позиции.

2. Фрезеровать пов. ø20,5_>-0,1>*30 мм (пов. 24), выдерживая размер 4,5_>-0,12> (пов. 42, 43 и пов. 40, 41). 6 позиций.

6.3 Выбор режущего инструмента

Вид и размеры режущего инструмента определим по справочнику [5]:

Т1 – шпоночная фреза из быстрорежущей стали, с цилиндрическим хвостовиком, ГОСТ 9140 - 68, Р6М5, Ø4 мм.

Т2 – полукруглая вогнутая фреза из быстрорежущей стали, ГОСТ 9305 – 69, Р6М5, Ø40 мм.

6.4 Расчет режимов резания

Режимы резания рассчитаем по методике [5].

Переход 1.

Позиции 1-3 .Фрезерование паза 20· 4,4· 6,5мм (l· b· h).

Глубина резания t= 3мм.

Подача на один зуб Sz = 0,1 мм/зуб, S = 0,1∙2=0,2 мм/об.

Скорость резания:

V=(Cv∙D^qv/T^m∙t^xv∙S_>z>^yv∙B^uv∙z^pv)∙Kv, (6.1)

где Cv, q, m, y, x, y, u, p – коэффициент и показатели степени, зависящие от условий обработки. При фрезеровании стали с σв= 1180 - 1520МПа фрезой из стали Р6М5, Cv= 46,7, q= 0,45, х=0,5, y=0,5, u=0,1, р=0,1, m=0,33

[5, стр.442, табл.37];

D – диаметр инструмента;

Т – стойкость инструмента;

S – подача, мм/зуб.

Коэффициент Kv рассчитывается:

Kv= Kмv∙ Knv∙ Kuv , (6.2)

где Kмv= С_>м>( 750/σв )ⁿ^v= 1( 750/1350 )^0,9= 0,6 – учитывает качество обрабатываемого материала;

_>>Knv – учитывает состояние поверхности заготовки,

Knv= 0,9;

Kuv – учитывает инструментальный материал;

Kuv= 0,3;

Kv= 0,6∙ 0,9∙ 0,3= 0,162.

V= 46,7∙ 4^0,45 ∙0,162/60^0,33 ∙3^0,5∙0,1^0,5∙4^0,1∙ 2^0,1= 5,42 м/мин.

Частота вращения шпинделя:

n= 1000∙V/ π∙d= 1000∙ 1,4/ 3,14∙4= 432 об/мин,

по станку n_>ст>= 450об/мин, Vф= 6 м/мин, Sм= 150мм/мин.

Мощность резания определяют по формуле[5]:

, (6.3)

где P_>z> – сила резания, который рассчитывают по формулам:

, (6.4)

здесь S_>Z> – подача на один зуб инструмента, равная s/z ,где z – число зубьев фрезы;

При фрезеровании стали σв= 1350МПа фрезой из стали Р6М5 Cр = 68,2, х=0,86, y=0,72, u=1, w=0, q= 0,86 [5, стр.444, табл.39];

Примечание: на операции используется СОЖ Афтокат Ф-40 или ВЕЛС1, ВЕЛС 1М(4…5%).

Переход 2.

Позиции 1-6 .Фрезерование поверхности 32 мм.

Глубина резания t= 2,25мм.

Подача на один зуб Sz = 0,12 мм/зуб, S = 0,12∙15=1,8 мм/об.

Скорость резания:

V=(Cv∙D^qv/T^m∙t^xv∙S_>z>^yv∙B^uv∙z^pv)∙Kv, (6.1)

где Cv, q, m, y, x, y, u, p – коэффициент и показатели степени, зависящие от условий обработки. При фрезеровании стали с σв= 1180 - 1520МПа фрезой из стали Р6М5, Cv= 44, q= 0,45, х=0,3, y=0,2, u=0,1, р=0,1, m=0,33

[5, стр.442, табл.37];

D – диаметр инструмента;

Т – стойкость инструмента;

S – подача, мм/зуб.

Коэффициент Kv рассчитывается:

Kv= Kмv∙ Knv∙ Kuv , (6.2)

где Kмv= С_>м>( 750/σв )ⁿ^v= 1( 750/1350 )^0,9= 0,6 – учитывает качество обрабатываемого материала;

_>>Knv – учитывает состояние поверхности заготовки,

Knv= 0,9;

Kuv – учитывает инструментальный материал;

Kuv= 0,3;

Kv= 0,6∙ 0,9∙ 0,3= 0,162.

V= 44∙40^0,45 ∙0,162/ 60^0,33 ∙2,25^0,3∙0,12^0,2∙8,5^0,1∙ 15^0,1= 7,2 м/мин.

Частота вращения шпинделя:

n= 1000∙V/ π∙d= 1000∙ 7,2/ 3,14∙4= 573 об/мин,

по станку n_>ст>= 600об/мин, Vф= 8 м/мин, Sм= 200мм/мин.

Мощность резания определяют по формуле[5]:

, (6.3)

где P_>z> – сила резания, который рассчитывают по формулам:

, (6.4)

здесь S_>Z> – подача на один зуб инструмента, равная s/z ,где z – число зубьев фрезы;

При фрезеровании стали σв= 1350МПа фрезой из стали Р6М5 Cр = 47, х=0,86, y=0,72, u=1, w=0, q= 0,86 [5, стр.445, табл.39];

Примечание: на операции используется СОЖ Афтокат Ф-40 или ВЕЛС1, ВЕЛС 1М(4…5%).

6.5 Расчет норм времени

Время выполнения технологической операции в серийном производстве оценивается штучно-калькуляционным временем, рассчитываем по формуле [3]:

Тш.к = Тп.з/n + Тшт , (6.5)

где Тп.з – подготовительно-заключительное время, мин;

n – размер партии для запуска (см.раздел 1);

Тшт – штучное время обработки, мин.

Тшт = То + Твс + Тт.о + Тот , (6.6)

где То – основное время обработки в мин;

Твс – вспомогательное время, мин;

Тт.о – время технического обслуживания, мин;

Тот – время на отдых и личные надобности.

Основное время обработки определяется:

То = lр.х/Sм , (6.7)

где lр.х – длина рабочего хода, мм;

Sм – минутная подача, мм/мин.

Длина lр.х складывается из длины обрабатываемой поверхности, lн.д – длины недохода, расстояние до начала обработки которое инструмент проходит на рабочей подаче (режет воздух), lc.х – длина схода инструмента (перебег). Данные величины взяты с чертежа наладки, рассчитываемые по схеме обработки и нормативам.

Вспомогательное время складывается из времени на установку, закрепление и снятие заготовки (по нормативам), времени индексации (для агрегатных операций) и из времени холостого хода (по чертежу наладки).

Сумма времен То + Твс называется временем цикла или оперативным:

Топ = То + Твс. (6.8)

Времена Тт.о и Тот по нормативам принимается 7% от Топ.

Расчет:

Переход 1

1-3 позиции: То =3* lр.х/Sм = 3*43/100 =1,29мин, Твс =3*(0,15 + 0,2) = 1,05мин;

Переход 2

1-6 позиции: То =6* lр.х/Sм = 6*36/200 = 1,08мин, Твс = 6*(0,2 + 0,2) = 2,4мин;

Оперативным временем операции считается наибольшее из оперативных времен на каждой позиции.

Переход 1

_>>

Переход 2

_>>

Основное время на операции: То^опер = 2,37 мин.

Вспомогательное время на операции: Твс = 3,5мин.

Время на техническое обслуживание и отдых будет составлять

Тт.о + Тот = 0,07∙( То+ Твс ) = 0,07∙5,87 = 0,41мин.

Штучно-калькуляционное время будет равно

Тп.з = 20мин, n= 47шт/месяц, Тшт = 6,28мин.

Тш.к = Тп.з /n + Тшт = 40/47 + 6,28 = 7,13мин.

Принимаем Тш.к = 7,1мин.

Результаты расчетов представлены на чертеже наладки и операционной карте (см. приложение).

7. Экономическая эффективность проекта

7.1 Исходные данные для экономического обоснования сравниваемых вариантов по всему технологическому процессу

Структуру штучного времени по операциям технологического процесса представим в виде (табл. 7.9; 7.10).

Таблица 6 - Структура штучного времени по операциям технологического процесса

Наименование показателей (время, мин)	Номера операций технологического процесса
	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Машинное	0,1	0,3	0,15	0,1	0,01	0,2	0,2	0,1	0,02
Вспомогательное	0,25	0,5	0,33	0,25	0	0,42	0,42	0,25	0
Штучное	2	2,8	1,25	0,1	0,067	0,4	0,42	0,2	0,05
Наименование	Номера операций технологического процесса
	11	13	14	15	16	17	18	19
Машинное	0,1	0,09	0,1	0,25	0,1	0,3	0,15	0,25
Вспомогательное	0,33	0,17	0,25	0,42	0,5	0,5	0,25	0,5
Штучное	0,33	0,033	0,27	0,45	0,6	1,33	0,45	1

Таблица 7 - Структура штучного времени по операциям технологического процесса (проектный вариант)

Наименование показателей (время, мин)	Номера операций технологического процесса
	1	2	3	4	5	6	7	ТО
Машинное	0,15	0,9	0,15	2,37	0,02	0,2	0,02
Вспомогательное	0,3	1,2	0,33	3,5	0	0,42	0
Штучное	2	3	1,25	6,28	0,05	0,4	0,05
Наименование	Номера операций технологического процесса
	ТО	10	11	12	13	14	15	16
Машинное		0,02	0,1	0,25	0,1	0,15	0,3	0,02
Вспомогательное		0	0,25	0,42	0,5	0,25	0,5	0
Штучное		0,05	0,27	0,45	0,6	0,45	1,5	0,05
Стоимость приспособлений в % от себестоимости оборудования	3,5	3,5	3,5	3,5	15	5	5	4,5	15
Цена ед. инструмента, т.руб.	32,2	32,2	32,2	32,2	15	34,6	34,6	32,2	15
Установленная мощность электродвигателей станка, кВт	11	11	11	11	0,75	15	15	14	0,75
Наименование	Номера операций
Цена ед. оборудования, т.руб.	223	223	675	720	450	450	670	975
Занимаемая площадь, м²	8,1	8,1	8,9	8,9	8,1	8,1	7,3	11,2
Стоимость приспособлений в % от себестоимости оборудования	3,5	3,5	4,5	5	4,5	4,5	4,5	5,5
Цена ед. инструмента, т.руб.	32,2	32,2	57,7	55	34,6	34,6	48,9	84,4
Установленная мощность электродвигателей станка, кВт	11	11	15	15	15	15	14	16

Исходные данные по оборудованию, оснастке и инструменту представим в виде (таблица 8; 9).

Таблица 8 - Исходные данные по оборудованию, оснастке и инструменту (базовый вариант)

Наименование показателей	Номера операций
	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Цена ед. оборудования, т.руб.	223	223	223	223	10	570	570	415	10
Занимаемая площадь, м²	8,1	8,1	8,1	8,1	4,2	8,9	8,9	7,3	4,2

Таблица 9 - Исходные данные по оборудованию, оснастке и инструменту (проектный вариант)

Наименование показателей	Номера операций
	1	2	3	4	5	6	7
Цена ед. оборудования, т.руб.	223	223	225	225	10	570	10
Занимаемая площадь, м²	8,1	8,1	8,1	8,1	4,2	8,9	4,2
Стоимость приспособлений, т.руб.	2,8	2,8	2,8	2,8	15	5	15
Цена ед. инструмента, руб.	32,2	57,7	55	55	15	34,6	15
Установленная мощность электродвигателей станка, кВт	11	11	11	11	0,75	15	0,75
Наименование показателей	Номера операций
	10	11	12	13	14	15	16
Цена ед. оборудования, т.руб.	10	675	720	450	670	415	10
Занимаемая площадь, м²	4,2	8,9	8,9	8,1	7,3	7,3	4,2
Стоимость приспособлений, т.руб.	15	4,5	5	4,5	4,5	4,5	15
Цена ед. инструмента, руб.	15	57,7	55	34,6	48,9	32,2	15
Установленная мощность электродвигателей станка, кВт	0,75	15	15	15	14	14	0,75

Исходные данные для экономического обоснования сравниваемых вариантов сносим в таблицу 10.

Таблица 10

№	Показатели	Условное обозначение	Значение показателей
Базовый	Проект
1	2	3	4	5
1	Годовая программа выпуска	П_>г>, шт	10000	10000
2	Норма штучного времени, в т.ч. машинное время	Т_>ш>, мин Т_>маш>, мин	см. табл. 13.9; 13.10
3	Часовая тарифная ставка: Рабочего-оператора-термиста Наладчика	С_>ч>, руб. С_>чн>, руб.	29,86 32,06	29,86 32,06
4	Годовой эффективный фонд времени рабочего	Ф_>эр>, час	1731	1731
5	Коэфф. доплаты до часового, дневного и месячного фондов	К_>д>	1,08	1,08
6	Коэфф. доплат за профмастерство (начиная с 3-го разряда)	К_>пф>	1,12	1,12
7	Коэфф. доплат за условия труда (если они вредные или тяжелые)	К_>у>	1,12	1,12
8	Коэффициент доплат за вечерние и ночные часы	К_>н>	1,2	1,2
9	Коэффициент премирования	К_>пр>	1,2	1,2
10	Коэффициент выполнения норм	К_>вн>	1,0	1,0
11	Коэффициент отчисления на социальные нужды	К_>с>	0,26	0,26
12	Коэффициент расходов на доставку и монтаж оборуд-я	К_>монт>	0,12	0,12
13	Годовая норма амортизационных отчислений (3,5…7,4)	Н_>а>,%	6,7	6,7
14	Годовой эффективный фонд времени работы оборудования (при двухсменной работе)	Ф_>э>, час	4015	4015
15	Установленная мощность электродвигателя станка	М_>у>, кВт	см. табл. 13.11; 13.12
15	Коэффициент затрат на текущий ремонт оборудования	К_>р>	0,3	0,3
16	Коэфф-т одновременности работы электродвигателей (0,8…1,0)	К_>од>	0,9	0,9
17	Коэфф-т загрузки электродвиг-ей по мощности (0,7…0,8)	К_>м>	0,75	0,75
18	Коэфф-т загрузки электродви-ля станка по времени (0,5…0,85)	К_>в>	0,7	0,7
19	Коэфф-т потерь электроэнергии в сети завода (1,04..1,08)	К_>п>	1,05	1,05
20	Тариф платы за электроэнергию	Ц_>э>, руб./кВт	1,35	1,35
21	КПД станка (0,7…0,95)	КПД	0,8	0,8
23	Цена на изготовление единицы инструмента	Ц_>и>, руб.	см. табл. 7.11, 7.12
24	Коэфф-т, учитывающий затраты на ремонт приспособления	К_>р.пр>	1,5	1,5
25	Выручка от реализации изношенного приспособления	В_>р.пр>, руб.	20% от цены	20% от цены
26	Кол-во приспособлений, необходимое для производства годовой программы деталей	Н_>пр>,_>>шт
27	Физический срок службы приспособления (3…5 лет)	Т_>пр>, лет	3	3
28	Расход на СОЖ	Н_>см>,руб./стан	300	300
29	Удельный расход воды для охлаждения на один час работы станка (0,6 м³)	У_>в>, м³/час	0,6	0,6
30	Тариф платы за 1 м³ воды	Ц_>в>, руб	1,6	1,6
31	Удельный расход воздуха за 1 час работы установки приспособления (0,1…0,15 м³/час)	У_>сж>, м³/час	0,1	0,1
32	Тариф платы за 1 м³ сжатого воздуха	Ц_>сж>, руб./м³	0,15	0,15
33	Площадь, занимаемая одним станком	Р_>уд>, м²	см. табл. 13.11, 13.12
34	Коэфф. учитывающий дополни-тельную площадь (1,5…3,0)	К_>д.пл.>	2,0	2,0
35	Стоимость эксплуатации 1м² площади здания в год	Ц_>пл>, руб/м³	4500	4500
36	Норма обслуживания станков одним наладчиком (10…20 станков на одного наладчика)	Н_>обсл>, ед	17	14
37	Специализация: оборудование приспособление инструмент		унив. унив. унив.	универс. универс. универс.
38	Физический срок службы детали, если он повышается	Т_>д>, лет	-	-
39	Надежность детали (кол-во отказов/год), если она повышается		-	-
40	Материал детали (заготовка, поковка, штамповка, литье)		Сталь 19ХГН Прокат	Сталь 19ХГН Прокат
41	Масса заготовки	М_>з>, кг	15,6	15,6
42	Вес отходов в стружку	М_>отх>, кг	12	12
43	Цена 1 кг материала (заготовки)	Ц_>мат>, руб./кг	20,74	20,74
44	Цена 1 кг отходов	Ц_>отх>, руб./кг	1,4	1,4
45	Коэффициент транспортно-заготовительных расходов	К_>тз>	1,05	1,05
46	Коэфф-т учит-щий цену отходов	К_>отх>	0,1	0,1
47	Цеховые накладные расходы	К_>цех>	2,15	2,15
48	Внепроизводственные расходы	К_>внепр>	0,05	0,05
49	Заводские накладные расходы	К_>зав>	2,5	2,5

7.2 Расчет необходимого количества оборудования и коэффициентов его загрузки

Расчет необходимого количества оборудования проводим в виде таблицы 11.

Расчетное количество основного технологического оборудования по операциям технологического процесса

Таблица 11

№	Наименование показателя	Расчетные форм. и расчет	Знач. показат.
Базовый	Проектн.
1	2	3	4	5
1	Расчетное количество основного технологичес-кого оборудования по операциям технологичес-кого процесса	Н_{>об.расч.}>= , шт где К_>вн> =1,0; m – кол. опер. Базовый вариант: Н_{>об.расч1}>=2500/401560=0,004 Н_{>об.расч2}>= 2,8500/401560=0,006 Н_{>об. расч3}> =1,25500/401560=0,003 Н_{>об. расч4}> =0,1500/401560=0,0002 Н_{>об. расч5}> =0,067500/401560=0,00014 Н_{>об. расч6}> =0,4500/401560=0,001 Н_{>об. расч7}> =0,42500/401560=0,001 Н_{>об. расч8}> =0,2500/401560=0,0004 Н_{>об. расч9}> =0,05500/401560=0,0001 Н_{>об.расч11}>= 0,33500/401560=0,001 Н_{>об. расч13}> =0,033500/401560=0,0001 Н_{>об. расч14}> =0,27500/401560=0,0006 Н_{>об. расч15}> =0,45500/401560=0,001 Н_{>об. расч16}> =0,6500/401560=0,0013 Н_{>об. расч17}> =1,33500/401560=0,003 Н_{>об. расч18}> =0,45500/401560=0,001 Н_{>об. расч19}> =1500/401560=0,002 Проектный вариант: Н_{>об.расч1}>=2500/401560=0,004 Н_{>об.расч2}>= 3500/401560=0,0062 Н_{>об. расч3}> =1,25500/401560=0,003 Н_{>об. расч4}> =6,28500/401560=0,013 Н_{>об. расч5}> =0,05500/401560=0,0001 Н_{>об. расч6}> =0,4500/401560=0,001 Н_{>об. расч7}> =0,05500/401560=0,0001 Н_{>об. расч10}> =0,05500/401560=0,0001 Н_{>об. расч11}> =0,27500/401560=0,0006 Н_{>об. расч12}> =0,45500/401560=0,001 Н_{>об. расч13}> =0,6500/401560=0,0013 Н_{>об. расч14}> =0,45500/401560=0,001 Н_{>об. расч15}> =1,5500/401560=0,003 Н_{>об. расч16}> =0,05500/401560=0,0001	0,004 0,006 0,003 0,0002 0,00014 0,001 0,001 0,0004 0,0001 0,001 0,0001 0,0006 0,001 0,0013 0,003 0,001 0,002	0,004 0,0062 0,003 0,013 0,0001 0,001 0,0001 0,0001 0,0006 0,001 0,0013 0,001 0,003 0,0001
2	Коэффициент загрузки оборудования	К_>з> = Н_{>об.расч}>/Н_>об.пр> Базовый вариант: К_>з1> = 0,004/1 = 0,004 К_>з2> = 0,006/1 = 0,006 К_>з3> = 0,003/1 = 0,003 К_>з4> = 0,0002/1 = 0,0002 К_>з5> = 0,00014/1 = 0,00014 К_>з6> = 0,001/1 = 0,001 К_>з7> = 0,001/1= 0,001 К_>з8> = 0,0004/1= 0,0004 К_>з9> = 0,0001/1 = 0,0001 К_>з11> = 0,001/1 = 0,001 К_>з13> = 0,0001/1 = 0,0001 К_>з14> = 0,006/1 = 0,006 К_>з15> = 0,001/1 = 0,001 К_>з16> = 0,0013/1 = 0,0013 К_>з17> = 0,003/1= 0,003 К_>з18> = 0,001/1= 0,001 К_>з19> = 0,002/1= 0,002 Проектный вариант: К_>з1> = 0,004/1 = 0,004 К_>з2> = 0,0062/1 = 0,0062 К_>з3> = 0,003/1 = 0,003 К_>з4> = 0,013/1 = 0,013 К_>з5> = 0,0001/1 = 0,0001 К_>з6> = 0,001/1 = 0,001 К_>з7> = 0,0001/1 = 0,0001 К_>з10> = 0,0001/1 = 0,0001 К_>з11> = 0,0006/1 = 0,0006 К_>з12> = 0,001/1 = 0,001 К_>з13> = 0,0013/1 = 0,0013 К_>з14> = 0,001/1 = 0,001 К_>з15> = 0,003/1 = 0,003 К_>з16> = 0,0001/1 = 0,0001	0,004 0,006 0,003 0,0002 0,00014 0,001 0,001 0,0004 0,0001 0,001 0,0001 0,0006 0,001 0,0013 0,003 0,001 0,002	0,004 0,0062 0,003 0,013 0,0001 0,001 0,0001 0,0001 0,0006 0,001 0,0013 0,001 0,003 0,0001

Дополнительные исходные данные для станков с ЧПУ

Среднесуточный запуск деталей

П_>сут> = П_>г>/360, шт

Базовый и проектный варианты:

П_>сут> = 10000/360 = 1,39 →2

7.3 Расчет капитальных вложений (инвестиций)

Таблица 12

№	Наименование показателя	Расчетные форм. и расчет	Знач. показат.
Базов.	Проект
1	2	3	4	5
1	Прямые капитальные вложения в основное технологичес-кое оборудование	К_>об>=∑Н_>об>Ц_>об>К_>3> К_>об>^баз=(2230,004+2230,006+2230,003+2230,0002+100,00014+5700,001+570* 0,001+4150,0004+100,0001+2230,001++2230,0001+6750,0006+7200,001+4500,0013+4500,003+6700,001+975 0,002)10³= 10177 руб. К_>об>^пр=(2230,004+2230,0062+2250,003++2250,013+100,0001+5700,001+10* 0,0001+100,0001+6750,0006+720 0,001+4500,0013+6700,001+415 0,003+100,0001)*10³= 9862 руб.	10177	10074
2	Сопутствующие капитальные вложения
2.1	Затраты на проектирова-ние, руб.	З_>нир> = 43343,6	-	43343
2.2	Затраты на доставку и монтаж оборудования, руб.	К_>м> = К_>об>К_>монт>, тыс. руб. где К_>монт> =0,12 К_>м>^баз = 101770,12 = 1221 К_>м>^пр = 10074*0,12 = 1209	1221	1209
2.3	Затраты на транспортные средства, руб.	К_>тр>=К_>об>0,05 К_>тр>^баз=101770,05 = 509 К_>тр>^пр=10074*0,05 =504	509	504
2.4	Затраты на дорогостоя-щие приспособле-ния, руб.	К_>пр>^баз=(3,50,004+3,50,006+3,50,003+ +3,50,0002+150,00014+50,001+5* 0,001+4,50,0004+150,0001+3,50,001++3,50,0001+4,50,0006+50,001+4,5 0,0013+4,50,003+4,50,001+5,50,002)*10³= 108 руб. К_>пр>^пр=(2,80,004+2,80,0062+2,80,003+ +2,80,013+150,0001+50,001+15 0,0001+150,0001+4,50,0006+50,001+ +4,50,0013+4,50,001+4,50,003+15 0,0001)10³= 116 руб.	108	116
2.5	Затраты на эксплуатацию производст-венных площадей, занятых основным технологичес-ким оборудова-нием, руб.	К_{>з пл}>^баз=(8,10,004+8,10,006+8,10,003+ 8,10,0002+4,20,00014+8,90,001+8,9* 0,001+7,30,0004+4,20,0001+8,1 0,001+8,10,0001+8,90,0006+8,9 0,001+8,10,0013+8,10,003+7,30,001++11,20,002)24500= 1947 К_{>з пл}>^пр=(8,10,004+8,10,0062+8,10,003+ +8,10,013+4,20,0001+8,90,001+4,2 0,0001+4,20,0001+8,90,0006+8,9 0,001+8,10,0013+7,30,001+7,30,003+ +4,20,0001)2*4500= 2491	1947	2491
2.6	Затраты на демонтаж заменяемого оборудования, руб.	З_>дем>=(570+223+223+450+975)* 0,110³ = 244100	-	244100
2.7	Выручка от реализации заменяемого оборудования, руб.	В_>реал>=(570+223+223+450+975)* 0,110³ = 122050	-	122050
2.8	Итого сопутствую-щие капитальные вложения, руб.	К_>соп> = З_>нир>+К_>м>+ К_>тр>+ К_>пр>+ К_{>э пл}>+ З_>дем>- В_>реал>, К_>соп> = 0+1221+509+108+1947 =3785 Проектный вариант: К_>соп> = 43343+1209+504+116+2491+ +244100-122050= 169419	3785	169713
3	Общие капитальные вложения, руб.	К_>общ> = К_>об> + К_>соп> К_>общ>^баз= 10177+3785=13962 К_>общ>^пр =10074+169713=179787	13962	179787
4	Удельные капитальные вложения,руб.	К_>уд> = К_>общ>/П_>г>	28	360

7.5 Расчет технологической себестоимости по каждому из вариантов технологического процесса

Таблица 13

№	Наименование показателей	Расчетные формулы	Значение показат.
			Базовый	Проек.
1	Основые материалы за вычетом отходов, руб.	М=М_>з>Ц_>мат>К_>тз>– М_>з>Ц_>отх> М= 15,620,741,05-15,61,4=318	318	318
2	Основная з/п рабочих операторов, руб.	З_>пл> = ΣТ_>шт>/60С_>ч> К_>у>* К_>пф>К_>д>К_>н>К_>пр> З_>пл>^баз= (2+2,8+1,25+0,1+0,067+ +0,4+0,42+0,2+0,05+0,33+0,033+ +0,27+0,45+0,6+1,33+0,45+1)/60 29,861,121,121,081,21,2=12 З_>пл>^пр=(2+3+1,25+6,28+0,05+0,4+ +0,05+0,05+0,27+0,45+0,6+0,45+ +1,5+0,05)/6029,861,121,12 1,081,2*1,2=16	12	16
3	Основная зарплата наладчика, руб.	З_>плн>=С_>чн>Ф_>эр>К_>у>* К_>пф>К_>д>К_>н>К_>пр> К_>зср>* Н_>общ>/(Н_>обс>П_>г>) З_>плн>^баз=32,0617311,121,121,08* 1,21,20,0258410/(14500)= 4 З_>плн>^пр=32,0617311,121,121,081,21,20,03458/(10500)= 6	4	6
4	Начисления на з/п, руб.	Н_>зпл> = (З_{>пл.опер}>+З_>пл.нал>)К_>соц> Н_>зпл>^баз=(12+4)0,26= 4 Н_>зпл>^пр=(16+6)*0,26= 6	4	6
5	Расходы по содержанию и эксплуатации оборудования
5.1	Затраты на текущий ремонт обор-ия, руб.	Р_>об.р>=(∑Н_>об>Ц_>об>К_>з>Т_>шт>К_>р>)/Ф_>э>60К_>вн> Р_>об.р>^баз=(2230,0042+2230,0062,8+ +2230,0031,25+2230,00020,1+10*0,000140,067+5700,0010,4+570* 0,0010,42+4150,00040,2+10* 0,00010,05+2230,0010,33+223* 0,00010,033+6750,00060,27+720*0,0010,45+4500,00130,6+450* 0,0031,33+6700,0010,45+975* 0,00211)0,310³/4015601= 0,018 Р_>об.р>^пр=(2230,0042+2230,00623+ +2250,0031,25+2250,0136,28+10*0,00010,05+5700,0010,4+10* 0,00010,05+100,00010,05+675* 0,00060,27+7200,0010,45+450* 0,00130,6+6700,0010,45+415* 0,0031,5+100,00010,05)0,310³/ /401560*1= 0,038 руб.	0,02	0,04
5.2	Расходы на технологическую энергию,руб.	Р_>э>=(∑М_>у>Т_>маш>)К_>од>К_>м>К_>в>К_>п>Ц_>эл>/ КПД60 Р_>э>^баз=(112+112,8+111,25+110,1+ +0,750,067+150,4+150,42+140,2+ +0,750,05+110,33+110,033+15* 0,27+150,45+150,6+151,33+14* 0,45+1610,90,750,71,051,35/ /0,860= 2,07 Р_>э>^пр=112+113+111,25+116,28+ +0,750,05+150,4+0,750,05+0,75 0,05+150,27+150,45+150,6+14* 0,45+141,5+0,750,050,91,350,71,050,75/0,8*60= 3,8	2	4
5.3	Расходы на содерж-ие и эксплуат-ию присп., руб.	Р_>пр>=(∑Ц_>пр>К_>р.пр>-В_>р.пр>)Н_>пр>К_>з>/(Т_>пр>П_>г>) Р_>пр>^баз=((3,51,5-0,7)0,004+(3,51,5-0,7)0,006+(3,51,5-0,7)0,003+ +(3,51,5-0,7)0,0002+(151,5-3) 0,00014+(51,5-1)0,001+(51,5-1)* 0,001+(4,51,5-0,9)0,0004+(151,5- -3)0,0001+(3,51,5-0,7)* 0,0007+ +(3,51,5-0,7)0,0001+(4,51,5-0,9) 0,006+(51,5-1)0,001+(4,51,5- -0,9)0,0013+(4,51,5-0,9)0,003+ +(4,51,5-0,9)0,001+(5,51,5-1,1)* 0,002)10³/3500 = 0,15 руб. Р_>пр>^пр=((2,81,5-0,56)0,004+(2,81,5-0,56)0,0062+(2,81,5-0,56)0,003+ +(2,81,5- 0,56)0,013+(151,5-3)* 0,0001+(51,5-1)0,001+(151,5-3)* 0,0001+(151,5-3)0,0001+ +(4,51,5-0,9)0,0006+(51,5-1)* 0,001+(4,51,5-0,9)0,0013+ +(4,51,5-0,9)0,001+ +(4,51,5- -0,9)0,003+ +(151,5-3)* 0,0001)* 10³/3*500= 0,18 руб.	0,15	0,18
5.4	Расходы на смаз. матер. и СОЖ, руб.	Р_>см>=∑Н_>об>Н_>см>К_>з>/П_>г> Р_>см>^баз=173000,02584/500 = 0,26 Р_>см>^пр=143000,0345/500 = 0,3	0,26	0,3
5.5	Расходы на технологическую воду, руб.	Р_>в>=∑Н_>об>К_>з>Ф_>э>У_>в>Ц_>в>/П_>г> Р_>в>^баз=170,0258440150,61,6/500= = 3,4 Р_>в>^пр=140,034540150,61,6/500= = 3,7	3,4	3,7
5.6	Расходы на сжатый воздух, руб.	Р_>ж>=∑Н_>об>К_>з>Ф_>э>У_>сж>Ц_>сж>/П_>г> Р_>сж>^баз=170,0258440150,10,15/500 =0,053 Р_>сж>^пр=140,034540150,10,15/500 =0,058	0,053	0,058
5.7	Расходы на содержание и эксплуата-цию произ-водственной площади, руб.	Р_>пл>=∑Н_>об>Р_>уд>К_>дпл>К_>з>Ц_>пл>/П_>г> Р_>пл>^баз=(8,10,004+8,10,006+8,10,003 +8,10,0002+4,20,00014+8,90,0008+ 8,90,0009+7,30,0004+4,20,0001+8,10,0007+8,10,00007+8,90,006+8,9* 0,00093+8,10,0013+8,10,003+7,3 0,001+11,20,0021)24500/500 = 4,7 Р_>пл>^пр=(8,1(0,004+0,0062+0,003+0,013)+ +4,20,0001+8,90,0008+4,20,0001+ +4,20,0001+8,90,0006+8,90,00093++8,10,0013+7,30,00093+7,30,003+ +4,20,0001)24500*/500= 5	4,7	5
5.8	Расход на инструмент, руб.	Р_>и>^баз=((32,22-12,88+4327,2* 0,1)/ /88+(32,24-25,76+6965,20,3)/280+ +(32,21-6,44+ 28160,15)/29+(32,2* 2-12,88+232160,1)/120+(151-3+ +2811,20,01)/29 +(34,62-13,84+62 57,60,2)/31,5+(34,61-6,92+16144* 0,2)/34 +(32,21-6,44+28160,1)/29+ +(151-3+2811,20,02)/29+(32,22- -12,88+16* 1440,1)/68+(32,21-6,44+ 28160,09)/29+(57,71-11,54+16 1440,1)/34+(551-11+161440,25)/ /34+(34,62-13,84+6257,60,1)/31,5+ +(34,61-6,92+16* 1440,3)/34+(48,9 1-9,78+161440,3)/34+(84,41-16,88+6257,60,1)/31,5))/ 60 = 184,5 Р_>и>^пр=((32,22-12,88+4327,2* 0,15)/ /88+(57,71-11,54+161440,9)/68+ +(552-22+4327,20,15)/88+(552- -22+232162,37)/120+ +(151-3+2811,20,02)/29+(34,65- -34,6+6257,60,2)/157,5+(151-3+28* 11,20,02)/29+(151-3+2811,20,02)/ /29+(57,71-11,54+161440,1)/34+ (551-11+161440,25)/34+(34,62- -13,84+6257,60,1)/ 31,5+(48,91-9,78+161440,25)/34+ (32,21-6,44+28* 160,09)/29+(151-3+2811,20,02)/ 29)/60= 203	184,5	203
	Итого расходы по содержанию и эксплуа-тации обору-дования, руб.	Р_>общ>=Р_>р.об>+Р_>э>+Р_>пр>+Р_>см>+Р_>в>+Р_>сж>+Р_>и>+Р_>пл> Р_>общ>=0,02+2+0,15+0,26+3,4+ +0,053+4,7+184,5= 195 Р_>общ>=0,04+4+0,18+0,3+3,7+ +0,058+5+203= 216	195	216

7.6 Калькуляция себестоимости по каждому из вариантов технологического процесса

Калькуляцию себестоимости обработки деталей по вариантам технологического процесса проводим по формулам, и полученные значения заносим в (табл. 14).

Таблица 14 - Калькуляция себестоимости обработки деталей

№	Статьи затрат	Изменения	Затраты
базовый	проектный
1	Материалы за вычетом отходов	0	318	318
2	Основная з/п налад-ов и операт-ов	+6	16	22
3	Начисления на заработную плату	+2	4	6
4	Расходы по содержанию и эксплуатации оборудования	+21	195	216
	Итоговая технол-ая себестоимость	+29	533	562
5	Общецеховые накладные расходы Р_>цех>=З_>пл.осн>*К_>цех>	+12,9	34,4	47,3
6	Итоговая цеховая себестоимость С_>цех>=С_>тех>+Р_>цех>	+41,9	567,4	609,3
7	Заводские накладные расходы Р_>зав>=З_>пл.осн>*К_>зав>	+15	40	55
8	Итоговая заводская себестоимость С_>зав>=С_>цех>+Р_>зав>	+56,9	607,4	664,3
9	Внешнепроизводственные расходы Р_{>вн.произ}>=С_>зав>*К_{>вн.произ}>	+2,85	30,37	33,22
	Итоговая полная себестоимость С_>полн>=С_>зав>+Р_{>вн.произ}>	+55	640	695

7.7 Расчет приведенных затрат и выбор оптимального варианта технологического процесса

№	Наименование показателей	Расчетные формулы	Значение показателей
базовый	проектный
1	Приведенные затраты на единицу оборудования, руб.	З_>пр.ед>=С_>полн>+Е_>н>К_>уд> З_>пр.ед>^баз=640+0,3328= 650 руб. З_>пр.ед>^пр=695+0,33*360=813 руб.	650	813
2	Годовые приведенные затраты, руб.	З_>пр.год>=З_>пр.ед>П_>г> З_>пр.год>^баз= 647500=323500 руб. З_>пр.год>^пр= 816*500= 408000 руб.	323500	408000

7.8 Расчет показателей экономической эффективности проектируемого варианта техники (технологии)

Ожидаемую прибыль (условно-годовая экономия) от снижения

себестоимости обработки детали и повышения долговечности определим по формуле: Э_>у.г.>=(С_>полн>^базД_>2>/Д_>1>-С_>полн>^пр)*П_>г>,руб.; (7.21)

где Д_>1> – базовая долговечность, то есть время работы изготовленной детали до первого отказа в узле машины. Д_>2> – проектная долговечность изготовленной детали получаемая в результате внедрения нового метода, так как при вибрационном фрезеровании, усталостные напряжения на деталь меньше, чем при обычном фрезеровании, принимаем Д_>2>=2,5*Д_>1>.

Определим прибыль повышения долговечности детали:

Э_>у.г.> =(650*2,5-813)*500 = 406000 руб.

Определим налог на прибыль по формуле:

Н_>пр>=Э_>у.г>*К_>нал>,руб.; (7.22)

где К_>нал> – коэффициент налогообложения, принимаем К_>нал> = 0,24

Определим налог на прибыль: Н_>пр> = 406000*0,24=97440 руб.

Определим чистую ожидаемую прибыль по формуле:

П_>пр>^чист=Э_>у.г>–Н_>пр>, руб. (7.23)

Определим чистую ожидаемую прибыль: П_>пр>^чист= 406000-97440=308560 руб.

После определения чистой прибыли определяется расчетный срок окупаемости капитальных вложений (инвестиций), необходимых для осуществления проектируемого варианта:

Т_{>ок.расч}> = К_>вв.пр>/П_>пр>^чист =165471,6/308560 =0,54

Расчетный срок окупаемости инвестиций (капитальных вложений) принимается за горизонт расчета (максимально ожидаемое время окупаемости инвестиций), Т = 1 год.

Используя методы дисконтирования мы решаем вопрос о том, стоит ли вкладывать средства в разработанный нами проект, который в течение принятого горизонта расчета принесет дополнительную прибыль, или лучше при существующей процентной ставке на капитал положить деньги в банк.

Для этого в пределах принятого горизонта расчета (Т) необходимо рассчитать текущую стоимость будущих денежных доходов (денежных потоков), приведенных к текущему времени (времени начала осуществления проекта) через коэффициенты дисконтирования.

Общая текущая стоимость доходов (чистой дисконтированной прибыли) в течении принятого горизонта расчета определяется по формуле:

, (7.24)

где Т - горизонт расчета, лет (месяцев); Е - процентная ставка на капитал (например, при 10% Е=0,1%;при 20% Е=0,2% и т.д.); t- это 1-ый, 2-ой, 3-й год получения прибыли в пределах принятого горизонта расчета.

В результате приведенных расчетов получены следующие выходные данные: размер требуемых для осуществления проекта инвестиций равен (К_>вв.пр>=165471,6) руб., а ежегодная ожидаемая чистая прибыль составляет

П_>пр>^чист =308560 руб., расчетный срок окупаемости (горизонт расчета) составляет 3 года. Процентная ставка на капитал равна 20% в год (Е=0,2), то процентный фактор (дисконт) для 1 года составит: 1/(1+0,2)= 0,83, тогда ожидаемая за год общая чистая дисконтированная прибыль (текущая стоимость денежных доходов) составит:

Д_{>общ.диск}> = П_{>р.чист.диск}> = 308560*0,83 = 256104,8 руб.

Определим интегральный экономический эффект по формуле:

Э_>инт>=ЧДД=Д_{>общ.диск}> – К_>вв.пр>, (7.25)

Определим интегральный экономический эффект:

Э_>инт> = ЧДД =256104,8-165471,6 = 90633,2 руб.

Таким образом, проект является эффективным, так как ЧДД ≥ 0

Определим индекс доходности по формуле:

ИД= Д_{>общ.диск}> /К_>вв.пр>, (7.26)

Определим индекс доходности:ИД = 256104,8/165471,6 = 1,6

Технико-экономические показатели

Технические параметры проекта

	Базовый	Проектный
1	Количество оборудования	17	14
2	Коэффициент загрузки средний	0,02584	0,0345

Экономические показатели проекта

1	Годовая программа выпуска		10000
2	Себестоимость единицы изделия		640	695
3	Капитальные вложения		13962	179787
4	Приведенные затраты на единицу изделия		650	813
5	Чистая ожидаемая прибыль		308560
6	Капитальные вложения в осуществ-ление проекта	К_>вв.пр>,руб.	165471,6
7	Срок окупаемости инвестиций		1
8	Интегральный экономический эффект (чистый дисконтируемый доход)	,	90633,2
9	Индекс доходности		1,6

Вывод

Так как ЧДД > 0, значит проект эффективен, и поэтому определяем индекс доходности, т.е. прибыль на каждый вложенный рубль:

; ИД =256104,8/165471,6 = 1,6.

Проект – эффективен, несмотря на то, что капитальные вложения на проектный вариант больше, чем на базовый, т.к. за счет увеличения долговечности детали в 2,5 раза, мы получаем чистую ожидаемую прибыль в размере 308560 руб. Прибыль на каждый вложенный рубль составляет

Заключение

В ходе работы были выполнены все задачи выпускной квалификационной работы.

Проанализировав исходные данные детали, стало возможным определение:

- выбора типа производства, формы организации технологического

процесса изготовления детали;

- выбора метода получения заготовки;

- технологического маршрута изготовления детали;

- технологического маршрута обработки поверхности;

- технологической схемы базирования;

- припусков с помощью размерного анализа;

- припусков расчетно-аналитическим методом;

Выполнив выпускную квалификационную работу, закрепил знания о технологии машиностроения, в сфере конструирования и технологирования изделия. В результате разрабатываемый технологический проект оказался экономически эффективным.

Список литературы

1. Марочник сталей и сплавов/В.Г. Сорокин, А.В. Волосникова, С.А. Вяткин и др.; Под общ. ред. В.Г. Сорокина. – М.: Машиностроение, 1989. – 640с.

2. Николаев С.В. Механическая обработка: методические указания к курсовому проектированию спец. 060800, Тольятти, 2002, 30с.

3. Горбацевич А.Ф. и др. Курсовое проектирование по технологии машиностроения – Мн.: Высш. шк., 1983, 256с.

4. Михайлов А.В. Размерный анализ технологических процессов изготовления деталей машин: методические указания к курсовому проектированию – Тольятти: ТГУ, 2001. – 34 с.

5. Справочник технолога-машиностроителя / под ред. А.Г. Косиловой. Т.2 – М.: Машиностроение, 1985, 496с.

6. Справочник технолога-машиностроителя / под ред. А.Г. Косиловой. Т.1 – М.: Машиностроение, 1985, 656с.

7. Специальные металлорежущие станки общемашиностроительного применения: Справочник/ В.Б.Дьячков, Н.Ф. Кабатов, М. У. Носинов. – М.: Машиностроение. 1983. – 288 с.

8. Кузнецов Ю.И., Маслов А.Р., Байков А.Н. Оснастка для станков с ЧПУ: Справочник. – М.: Машиностроение, 1990. – 512с.

9. Алфавитно-предметный указатель к МКИ

10. Международная классификация изобретений: раздел В

11. Универсальная десятичная классификация: машиностроение

12. Гордеев А.В. Патентные исследования в курсовых и дипломных проектах: методические указания – Тольятти: ТГУ, 2001 – 23 с.

13. Черемисин А.С. Технологические расчеты механосборочного участка – Тольятти: ТолПИ, 1984

14. Проектирование машиностроительных цехов и заводов. Справочник т.1, 4, 6 / Под общ. ред. Ямпольского С.Е. – М.: Машиностроение, 1975

15. Охрана труда в машиностроении: Учебник для машиностроительных вузов./ Под ред. Е.Я. Юдина, С.В. Белова – М.: Машиностроение, 1983–432 с.

16. Мурахтанова Н.М. Методические указания к экономическому обоснованию курсовых и дипломных работ по совершенствованию технологических процессов механической обработки деталей – Тольятти, ТГУ, 2000.

17. Станочные приспособления: Справочник. Т.1/ под. ред. Б.Н. Вардашкина, А.А. Шатилова – М.: Машиностроение, 1984 – 592с.

18. Справочник инструментальщика / И.А. Ординарцев и др. – Л.: Машиностроение, 1987 – 846с.

19. Михайлов А.В. Методические указания к выполнению дипломных проектов технологического направления – Тольятти: ТолПИ – 1988.

20. Михайлов А.В. Базирование и технологические базы: методические указания – Тольятти: ТолПИ, 1994.

21. Михайлов А.В., Расторгуев Д.А., Схиртладзе А.Г. Основы проектирования технологических процессов механосборочного производства – Тольятти: ТГУ -2004.

22. Раскатов В.М., Чуенков В.С., Бессонова Н.Ф., Вейс Д.А. Машиностроительные материалы. Краткий справочник. – М.: Машиностроение, 1980 – 511с.

23. Кумабэ Д. Вибрационное резание: Под ред.И.И. Портнова, В.В. Белова.-М.: Машиностроение, 1985.- 424 с.

24. Подураев В.Н. Обработка резанием с вибрациями. М., «Машиностроение», 1970, с. 350.

25. Жарков И.Г. Вибрации при обработке лезвийным инструментом. - Л.: Машиностроение,1986.- 186 с., ил.