Технологический процесс изготовления корпуса клиноплунжерного патрона скачать бесплатно на Диплом IQ

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, НRCэ 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. –PAGE_BREAK–
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 продолжение
–PAGE_BREAK—-PAGE_BREAK—-PAGE_BREAK–
+
– –PAGE_BREAK–
6
Уст
ДО
О
+
–
+
–
+
–
+
+
+
–
–
–
6055А

Ъ055А

+
055Б
1,2,3
4,5
6
Уст
ДО
О
+
–
+
–
+
–
+
+
+
–
–
–
1055Б

Ь055Б

+
060
1,2,3
4,5
6
Уст
ДО
О
+
–
+
–
+
–
+
+
+
–
–
–
5060
13060

2В060
2П060

+
065
1,2,3
4,5
6
Уст
ДО
О
+
–
+
–
+
–
+
+
+
–
–
–
29065
34065
35065
36065
2Л065
2З065
2Е065
R065

+
070
1,2,3
4,5
6
Уст
ДО
О
+
–
+
–
+
–
+
+
+
–
–
–
46070
2У070
e070

–

+
075
1,2,3
4,5
6
Уст
ДО
О
+
–
+
–
+
–
+
+
+
–
–
–
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. продолжение
–PAGE_BREAK–
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:
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 (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:
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 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:
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 (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:
TAОП ≥ wcтАОП, (4.4.3)
где TAОП – операционный операционный допуск на параметр А;
wcтАОП – 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 ТАОП складывается из статистической погрешности получения размера wАопст, пространственных отклонений измерительной базы D/>и погрешности базирования εБА от несовпадения технологической и измерительной баз (в случае несовпадения баз):
TAОП= wcтАОП+D/>+ εБА, (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. продолжение
–PAGE_BREAK–
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). продолжение
–PAGE_BREAK–
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∙Dqv/Tm∙txv∙Szyv∙Buv∙zpv)∙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= См( 750/σв )nv= 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∙ 40,45 ∙0,162/600,33 ∙30,5∙0,10,5∙40,1∙ 20,1= 5,42 м/мин.
Частота вращения шпинделя:
n= 1000∙V/ π∙d= 1000∙ 1,4/ 3,14∙4= 432 об/мин,
по станку nст= 450об/мин, Vф= 6 м/мин, Sм= 150мм/мин.
Мощность резания определяют по формуле[5]:
/>, (6.3)
где Pz – сила резания, который рассчитывают по формулам:
/>, (6.4)
здесь SZ – 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∙Dqv/Tm∙txv∙Szyv∙Buv∙zpv)∙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= См( 750/σв )nv= 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∙400,45 ∙0,162/ 600,33 ∙2,250,3∙0,120,2∙8,50,1∙ 150,1= 7,2 м/мин.
Частота вращения шпинделя:
n= 1000∙V/ π∙d= 1000∙ 7,2/ 3,14∙4= 573 об/мин,
по станку nст= 600об/мин, Vф= 8 м/мин, Sм= 200мм/мин.
Мощность резания определяют по формуле[5]:
/>, (6.3)
где Pz – сила резания, который рассчитывают по формулам:
/>, (6.4)
здесь SZ – подача на один зуб инструмента, равная s/z, где z – число зубьев фрезы;
/>, продолжение
–PAGE_BREAK–
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: Тоопер = 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
0,42
0,42
0,25
Штучное
2
2,8
1,25
0,1
0,067
0,4
0,42
0,2
0,05
Наименование продолжение
–PAGE_BREAK—-PAGE_BREAK—-PAGE_BREAK—-PAGE_BREAK—-PAGE_BREAK—-PAGE_BREAK—-PAGE_BREAK–
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 –PAGE_BREAK–
*0,001+8,1*0,0013+7,3*0,001+7,3*0,003+
+4,2*0,0001)*2*4500= 2491 –PAGE_BREAK–
*0,0001*0,033+675*0,0006*0,27+720**0,001*0,45+450*0,0013*0,6+450*
*0,003*1,33+670*0,001*0,45+975*
*0,0021*1)*0,3*103/4015*60*1= 0,018
Роб.рпр=(223*0,004*2+223*0,0062*3+
+225*0,003*1,25+225*0,013*6,28+10**0,0001*0,05+570*0,001*0,4+10*
*0,0001*0,05+10*0,0001*0,05+675*
*0,0006*0,27+720*0,001*0,45+450*
*0,0013*0,6+670*0,001*0,45+415*
*0,003*1,5+10*0,0001*0,05)*0,3*103*/ /4015*60*1= 0,038 руб. –PAGE_BREAK–
-13,84+62*57,6*0,1)/ 31,5+(48,9*1-9,78+16*144*0,25)/34+ (32,2*1-6,44+28* 16*0,09)/29+(15*1-3+28*11,2*0,02)/ 29)/60= 203
184,5
203

Итого расходы по содержанию и эксплуа-тации обору-дования, руб.
Робщ=Рр.об+Рэ+Рпр+Рсм+Рв+Рсж+Ри+Рпл
Робщ=0,02+2+0,15+0,26+3,4+
+0,053+4,7+184,5= 195
Робщ=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
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
Рцех=Зпл.осн*Кцех
+12,9
34,4
47,3
6
Итоговая цеховая себестоимость
Сцех=Стех+Рцех
+41,9
567,4
609,3
7
Заводские накладные расходы
Рзав=Зпл.осн*Кзав
+15
40
55
8
Итоговая заводская себестоимость
Сзав=Сцех+Рзав
+56,9
607,4
664,3
9
Внешнепроизводственные расходы
Рвн.произ=Сзав*Квн.произ
+2,85
30,37
33,22

Итоговая полная себестоимость
Сполн=Сзав+Рвн.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.
Зпр.ед=Сполн+Ен*Куд
Зпр.едбаз=640+0,33*28= 650 руб.
Зпр.едпр=695+0,33*360=813 руб.

650

813
2
Годовые приведенные затраты, руб.
Зпр.год=Зпр.ед*Пг
Зпр.годбаз= 647*500=323500 руб.
Зпр.годпр= 816*500= 408000 руб.

323500

408000

7.8 Расчет показателей экономической эффективности проектируемого варианта техники (технологии) продолжение
–PAGE_BREAK–
Ожидаемую прибыль (условно-годовая экономия) от снижения
себестоимости обработки детали и повышения долговечности определим по формуле: Эу.г.=(СполнбазД2/Д1-Сполнпр)*Пг, руб.; (7.21)
где Д1 – базовая долговечность, то есть время работы изготовленной детали до первого отказа в узле машины. Д2 – 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 Д2=2,5*Д1.
Определим прибыль повышения долговечности детали:
Эу.г. =(650*2,5-813)*500 = 406000 руб.
Определим налог на прибыль по формуле:
Нпр=Эу.г*Кнал, руб.; (7.22)
где Кнал – коэффициент налогообложения, принимаем Кнал = 0,24
Определим налог на прибыль: Нпр = 406000*0,24=97440 руб.
Определим чистую ожидаемую прибыль по формуле:
Ппрчист=Эу.г–Нпр, руб. (7.23)
Определим чистую ожидаемую прибыль: Ппрчист= 406000-97440=308560 руб.
После определения чистой прибыли определяется расчетный срок окупаемости капитальных вложений (инвестиций), необходимых для осуществления проектируемого варианта:
Ток.расч = Квв.пр/Ппрчист =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 (Квв.пр=165471,6) руб., а ежегодная ожидаемая чистая прибыль составляет
Ппрчист =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:
Добщ.диск = Пр.чист.диск = 308560*0,83 = 256104,8 руб.
Определим интегральный экономический эффект по формуле:
Эинт=ЧДД=Добщ.диск – Квв.пр, (7.25)
Определим интегральный экономический эффект:
Эинт = ЧДД =256104,8-165471,6 = 90633,2 руб.
Таким образом, проект является эффективным, так как ЧДД ≥ 0
Определим индекс доходности по формуле:
ИД= Добщ.диск /Квв.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
Квв.пр, руб.
165471,6
7
Срок окупаемости инвестиций
/>
1
8
Интегральный экономический эффект (чистый дисконтируемый доход)
/>,/>
90633,2
9
Индекс доходности продолжение
–PAGE_BREAK–
/>
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.

Похожие работы