Автоматическое правление электроприводом главного движения станка с ЧПУ модели 1К2Ф3 при обработке детали "шестерня" в словиях серийного производства
Содержание
Введение 5
1 Общий раздел. 8
1.1 Назначение, область применения и техническая характеристика станка. 8
1.2 Описание кинематики станка. 9
1.3 Описание устройства ЧПУ. 10
2 Технологический раздел. 15
2.1 Описание детали. Материал детали и его свойства. 15
2.2 Обоснование типа производства и его характеристик 16
2.3 Выбор вида и метода получения заготовки 17
2.4 Разработка технологического маршрута обработки детали. 18
2.5 Разработка технологического процесса обработки детали на данном станке (одной из операций). 19
2.6 Расчет припусков на обработку. 20
2.7 Расчет режимов резания на операцию. 20
2.8 Расчет мощности резания. 25
2.9 Определение нормы времени на операцию. 25
3 Расчетно-наладочный раздел. 27
3.1 Выбор электродвигателя для привода станка. 27
3.2 Анализ ЛАЧХ нескорректированного электропривода. 28
3.3 Построение желаемой ЛАЧХ электропривода. 31
3.4 Синтез последовательного корректирующего стройства. 34
3.5 Определение основных показателей качества. 34
4 Организационный раздел. 36
4.1 Организация и оснащение рабочего места станочника. Планировка рабочего места станочника. 36
4.2 Техника безопасности и пожарная безопасность при работе на станке. 39
4.3 Мероприятия по охране труда и окружающей среды. 41
4.4 Организация технического обслуживания и ремонта станка. 42
5 Экономический раздел. 45
5.1 Определение необходимого количества станков. 46
5.1.1 Расчет загрузки станков 47
5.1.2 Расчет амортизационных отчислений 48
5.2 Расчет расхода материала. 48
5.3 Определение необходимого количества основных и вспомогательных рабочих. 49
5.3.1 Расчет загрузки основных рабочих 50
5.3.2 Расчет производительности труд 51
5.3.3 Расчет материальных затрат 51
5.3.4 Расчет затрат на электроэнергию 53
5.3.5 Расчет численности вспомогательных рабочих 53
5.3.6 Расчет ремонтных работ 55
5.3.7 Расчет численности вспомогательных рабочих 56
5.4 Расчет затрат на оплату труда. 58
5.4.1 Расчет сдельного фонда оплаты труд 58
5.4.2 Расчет повременного фонда оплаты труд 60
5.4.3 Расчет размера оплаты труда приходящегося на единицу продукции 61
5.5 Расчета себестоимости единицы изделия и построение диаграмм затрат. 62
5.5.1 Расчет цены изделия 65
5.6 Расчет экономического эффекта. 67
Заключение 69
Список Литературы 70
Введение
Научно-технический прогресс - это непрерывный процесс открытия новых знаний и применения их в общественном производстве, позволяющий по-новому соединять и комбинировать имеющиеся ресурсы в интересах величения выпуска высококачественных конечных продуктов при наименьших затратах.
В широком смысле на любом ровне - от фирмы до национальной экономики - под научно-техническим прогрессом подразумевается создание и внедрение новой техники, технологии, материалов, использование новых видов энергии, также появление ранее неизвестных методов организации и управления производством.
Роль науки в развитии современного общественного производства настолько возрастает, что ее все чаще считают производительной силой. Это происходит тогда, когда наука обосабливается в самостоятельную сферу деятельности с особым профессиональным составом работников, со своей специфической материально-технической базой и конечной продукцией.
От научно-технического потенциала страны во многом зависит и научно-производственный потенциал ее национальных фирм и предприятий, их способность обеспечивать высокий ровень и темпы НТО, их "выживаемость" в словиях конкурентной борьбы. Научно-технический потенциал страны создается как силиями национальных научно-технических организаций, так и использованием мировых достижений науки и техники. Анализ и оценка этого потенциала позволяет сделать выводы об ровне экономического развития страны и ее отраслей, о степени ее научно-технической самостоятельности, о возможностях ее экономического и научно-технического сотрудничества.
Внедрение новой техники и технологии - это весьма сложный и противоречивый процесс. Принято считать, что совершенствование технических средств снижает трудозатраты, долю труда в стоимости единицы продукции. Однако в настоящее время технический прогресс "дорожает", так как требует создания и применения все более дорогостоящих станков, линий, роботов, средств компьютерного оснащения. Все это отражается на увеличении доли затрат на амортизацию и обслуживание применяемых основных фондов в себестоимости продукции.
Тем не менее, конкурентоспособность фирмы или предприятия, их способность держаться на рынке товаров и слуг зависит, в первую очередь, от восприимчивости производителей товаров к новинкам техники и технологии, позволяющим обеспечить выпуск и реализацию высококачественных товаров при наиболее эффективном использовании материальных ресурсов.
Поэтому при выборе вариантов техники и технологии фирма или предприятие должны четко понимать, для решения каких задач предназначается приобретаемая и внедряемая техника.
Совершенствование технологических методов изготовления машин имеет при этом первостепенное значение.
Качество машины, надежность, долговечность и экономичность в эксплуатации зависят не только от совершенства ее конструкции, но и от технологии производства.
Применение прогрессивных высокопроизводительных методов обработки, обеспечивающих высокую точность и качество поверхностей деталей машины, методов прочнения рабочих поверхностей, повышающих ресурс работы деталей и машины в целом, эффективное использование современных автоматических и поточных линий, станков с ЧПУ, ЭВМ и другой техники, применение прогрессивных форм организации и экономики производственных процессов - все это направленно на повышение эффективности производства и качества продукции.
При проектировании технологических процессов изготовления деталей машин необходимо учитывать основные направления в современной технологии машиностроения:
1. Приближение заготовок по форме, размерам и качеству поверхности к готовым деталям, что дает возможность сократить расход металла, значительно снизить трудоемкость обработки деталей на металлорежущих станках, также меньшить затраты на режущие инструменты, электроэнергию и т.д. Для этого рекомендуется применять радиальное обжатие, штамповку в закрытых штампах, литье по выплавляемым моделям, получать заготовки методом горячего и холодного выдавливания, прокаткой на специальных станках сложных фасонных профилей, использовать ГКМ, РОМ и другое высокопроизводительное и обеспечивающее высокую точность заготовок оборудования.
2. Повышение производительности труда путем применения автоматических линий, автоматов, агрегатных станков, многоцелевых станков, многорезцовых копировальных полуавтоматов, станков с ЧПУ, в том числе и многооперационных; новых совершенных методов обработки, новых марок материалов режущих инструментов, скоростного шлифования, алмазного хонингования и выглаживания; приспособлений с быстрыми зажимами, механизации и автоматизации загрузки и разгрузки деталей на станках, быстросменных инструментальных наладок и т.д.; совершенных методов организации комплексных технологических процессов обработки и сборки изделий.
3. Концентрация нескольких различных операций на одном станке для одновременной или последовательной обработки большим количеством инструментов с высокими режимами резания и автоматизацией вспомогательных процессов.
4. Применение электрохимических и электрофизических способов размерной обработки деталей. К ним относятся электроискровая, электроконтактная, электроимпульсная, анодно-механическая обработки; лучевые, льтразвуковые, электрохимические и электробразивные способы.
5. Развитие упрочняющей технологии, т.е. повышение прочностных эксплуатационных свойств деталей путем прочнения поверхностного слоя механическими, термическими, термомеханическими и химико-термическими способами.
6. Достижение наиболее производительными методами обработки высокой точности размеров и формы деталей, качества поверхности, точности сопряжений, обеспечивающих надежность и долговечность деталей машин.
7. Организация технологических процессов изготовления деталей и сборки изделий в поточной линии.
8. Значительным резервом повышения производительности труда и лучшения использования основного технологического оборудования в машиностроении является снижение трудоемкости перемещения деталей между рабочими местами и цехами. Транспорт во многих случаях приобретает значение фактора организующего производство.
Универсальным подходом к понятию "новая технология" для конкретного производства является оценка возможности с ее помощью достичь в короткие сроки целей предприятия или фирмы. Мы считаем, что для какого-либо конкретного производства, "новой" может быть технология и не самая прогрессивная, но позволяющая поднять производительность труда и качество выпускаемой продукции на более высокий ровень.
1. Общий раздел
1.1 Назначение, область применения и техническая характеристика станка 16к20ф3с5
Станок предназначен для токарной обработки наружных и внутренних поверхностей заготовок типа тел вращения со ступенчатыми или криволинейным профилем в один или несколько рабочих ходов замкнутом полуавтоматическом цикле. Станок выпускается на базе станка 16к20. Класс точности 2.
Таблица 1.1 - Технические характеристики станка.
|
Характеристика |
Параметры |
| Наибольший диаметр обрабатываемой заготовки: мм. | |
|
Над станиной |
400 |
|
Над суппортом |
220 |
|
Наибольший диаметр прутка, проходящий через отверстие шпинделя; мм. |
53 |
|
Наибольшая длина обрабатываемой заготовки; мм. |
1 |
|
Шаг нарезания резьбы, мм |
0,01-20 |
|
Частота вращения шпинделя; об/мин. |
12.5-2 |
|
Число скоростей шпинделя. |
22 |
|
Наибольшее перемещение суппорта; мм. |
|
|
Продольная |
900 |
|
Поперечная |
250 |
| Подача суппорта; мм/об. | |
|
Продольного |
3-1200 |
|
Поперечного |
1.5-600 |
|
Скорость быстрого перемещения суппорта; мм/мин. |
|
|
Продольного |
4800 |
|
Поперечного |
2400 |
|
Мощность электродвигателя главного привода; кВт. |
10 |
| Габаритные размеры (без ЧПУ). | |
|
Длина мм |
3360 |
|
Ширина |
1710 |
|
Высота |
1750 |
|
Масса; кг |
4 |
1.2 Описание кинематики станка
Рисунок 1.1 - кинематика станка 1К2ФС.
Главное движение шпиндель 4 получает от электродвигателя М1 (N=10 кВт, n=1460 мин-1) через клиноременную передачу с диаметрами шкивов D=130 мм и D<=178 мм, АКС, клиноременную передачу со шкивами D=204 мм и D=274 мм и передачи шпиндельной бабки. АКС обеспечивает девять переключаемых в цикле частот вращения шпинделя за счет включения электромагнитных муфт. Вал 2 имеет три значения частоты вращения шпинделя благодаря переключению муфт М1, М2, М3 (соответственно работают передачи z=36-36 или z=30-42 или z=24-48); вал 3 вращается же с девятью различными частотами вращения: при включении муфты М4 работает зубчатая пара z=48-24, муфты М5 - пара z=30-42, муфты М6 - пара z=14-56. Одновременным включением муфт М4 и М6 осуществляется торможение шпинделя. В шпиндельной бабке переключением блока Б1 вручную можно получить три диапазона частот вращения шпинделя (12.Е200; 5Е800 и 12Е2 мин-1).
Смазывание шпиндельной бабки автоматическое централизованное. Шпиндель смонтирован на двух конических роликоподшипниках 5-го или 4-го класса точности в зависимости от класса точности станка.
Датчик резьбонарезания (ДР) связанный со шпинделем беззазорной зубчатой парой z=60-60, осуществляет связь между шпинделем и ходовым винтом, исходя из словия, что за один оборот шпинделя резец должен переместится на величину шага нарезаемой резьбы.
Приводы подач имеют два исполнения: с гидравлическим шаговым приводом и с электродвигателем постоянного тока.
В станке применены электрогидравлические шаговые двигатели ШД5-Д1 с гидроусилителем Э3Г18-23 для продольной подачи и гидроусилителем Э3Г18-22 для поперечной подачи. Винт качения продольной подачи Х с шагом Р=10 мм получает вращение от двигателя М2 ачерез беззазорный редуктор z=30-125, винт поперечного перемещения 8 с шагом Р=5 мм от двигателя М3 через беззазорную передачу z=24-100. Минимальная поперечная передача
(1.1)
где 
а<- минимальная доля оборота выходного вала гидроусилителя при шаге на выходном валу шагового двигателя 1.50.
При применении двигателей постоянного тока М4 (N=1 кВт, n=3 мин-1) на ходовые винты 8 и 10 станавливают датчик обратной связи Д.
Суппорт и каретка имеют традиционное стройство, но их размеры величены по высоте в связи с величением размера винта поперечной подачи и для повышения жесткости.
1.3 Описание устройства ЧПУ
Устройство и работа УЧПУ Н22 М. Рассматриваемое микропроцессорное контурное стройство типа СNС предназначено для оперативного ввода, расчета и редактирования правляющих программ, автоматического управления станком при работе от программы и ручного правления с клавиатуры пульта. Контурное стройство ЧПУ Н22 М обеспечивает движение формообразования, изменение в цикле значений подач и частот вращения шпинделя, индексацию поворотного резцедержателя, нарезание резьбы по программе. Аппаратно-программное исполнение этой системы ориентировано главным образом на группу токарных станков, оснащенных следящим приводом подач и импульсными (обычно фотоэлектрическими) преобразователями. При использовании в токарных станках, встраиваемых в гибкие производственные системы (ГПС), ЧПУ оснащается дополнительным модулем. Н22 М совмещает обычные функции отработки введенной управляющей программы и ее коррекции с функциями расчета правляющей программы на рабочем месте.
В ЧПУ предусмотрено три варианта ввода правляющей программы: с помощью набора команд на клавиатуре, с кассеты внешней электронной памяти и по каналу связи от ЭВМ, осуществляющей общее правление группой станков. Программное обеспечение ЧПУ позволяет работать в режиме лобучения, в котором запоминаются движение всех рабочих органов станка, осуществляемые путем правления ими квалифицированным оператором или наладчиком вручную при обработке Заготовки первой детали из партии. Эти движения преобразуются в команды правления и формируются системой ЧПУ в кадры правляющей программы, которая заносится в память ЧПУ. Обработка последующих заготовок осуществляется же по этой программе. Программа-носитель - восьми дорожковая перфолента.
В состав стройства входят следующие модули (рис. 1.2):
Рисунок 1.2 - Состав устройства ЧПУ Н22 М
Главный 4 и вспомогательный 5 процессоры, блоки внешней и оперативной 6 памяти, пульт оператора 10, адаптер каналов и таймеров 1, контроллер автоматики 2, контроллер импульсных преобразователей 8 и контроллер привода 9. Блоки ЧПУ подключены к магистральному каналу связи 7, построенному по принципу общей шины (ОШ). Контроллеры ЧПУ связаны с соответствующими приводами или элементами управляющей системы станка 11.
Процессоры 4 и 5, оперативное запоминающее стройство, емкостью К слов, адаптер магистрали и таймер составляют вычислительную часть ЧПУ Н22 М. Процессор стройства содержит в своем составе постоянное запоминающее стройство объемом К слов, в котором хранятся программы, осуществляющие преобразование входной информации (команд правляющей программы, команд оператора при вводе программы и др.) в соответствии с алгоритмами.
В результате работы процессора и в зависимости от режима работы ЧПУ формируются кадры правляющей программы (при вводе программы с клавиатуры) или коды команд правления механизмами станка. Постоянное программное обеспечение заносится в память при изготовлении ЧПУ, и доступ к нему со стороны внешних стройств исключен.
Оперативное запоминающее стройство используется для хранения правляющих программ обработки заготовок и промежуточных результатов, необходимых для работы вычислительной части ЧПУ, которое связано по каналу связи с процессором.
Модули ЧПУ взаимодействуют между собой по магистрали связи типа общая шина, осуществляя либо обмен информацией (чтение или запись), либо передачу правления магистралью другому модулю. Обмен информацией производится 16-разрядными словами по запросам одного из ведущих модулей, которому в процессе работы требуется вызвать обмен с другим модулем или прервать работу другого модуля. Основными модулями являются процессорное стройство, контроллеры электровтоматики и импульсных преобразователей, пульт оператора и адаптер каналов и таймеров. Запоминающие стройства и контроллер приводов частвуют в обмене информацией только по вызову одного и основных модулей.
даптер каналов связи и таймер правляют дополнительным каналом связи радиального типа (в отличие от кольцевого по магистральному каналу), связывающим контроллеры и пуль оператора. При необходимости обмена информацией с каким-либо из контроллеров или пультом оператора один из основных модулей посылает запрос на закрепление за ним магистрального канала связи и после разрешения формирует адрес ведомого модуля, по которому адаптер каналов связи образует радиальный канал связи между Вызывающим и вызываемым модулями.
По окончании обмена информацией основной модуль освобождает магистральный канал связи. Дополнительный радиальный канал величивает функциональную гибкость ЧПУ и упрощает аппаратную часть в контроллерах и пульте оператора. Таймер реализует необходимый для работы станка отсчет интервалов времени. Максимальная длительность интервала 6,4 с при дискретности задания на отработку интервала времени 0,1 мс.
Команда на отработку интервала времени может поступать в модуль от процессора. Пульт оператора служит для ввода правляющих программ, их редактирования, подачи команд на работу по программе и правления станком в других режимах. На лицевой панели пульта размещены клавиши правления и стройства индикации параметров режима работы станка: величина подачи суппорта; номер вводимого (при вводе программы) или выводимого (при работе по программе) кадра правляющей программы; информация о содержании кадра программы и состоянии стройства ЧПУ.
Клавиши правления позволяют ввести команды режима работы ЧПУ и осуществлять оперативное управление при вводе программы, ее редактировании и отработке по отдельным шагам или в непрерывном (автоматическом) режиме. С пульта оператора можно ввести правляющую программу емкостью до 250 кадров, содержащих адрес величин перемещений по координатам Х и 1, знак числа, величины перемещений из шести десятичных цифр и другую технологическую информацию.
Контроллер электровтоматики обеспечивает необходимое согласование сигналов между ЧПУ и аппаратурой электровтоматики станка. Кроме того, контроллер выполняет функцию сигнализации процессору состояния контактов исполнительных реле станка и кнопок, расположенных в силовой части электросхемы станка. Контроллер связан электросхемой станка 16-ю выходными линиями, обеспечивающими включение или выключение реле электровтоматики. Состояние ВКЛЮЧЕНО или ОТКЛЮЧЕНО на каждой из линий связи отражается на 16-разрядном регистре модуля. При выполнении программы любой из процессоров ЧПУ может послать на этот регистр необходимую информацию о включении или отключении соответствующих реле.
В свою очередь, станок связан с модулем 16 входными линиями, сигнализирующими о состоянии концевых и аварийных выключателей электросхемы станка. При использовании станка в составе ГПС сложность подачи правления электровтоматикой возрастает, поэтому для ГПС предусматривается применение программируемого командоппарата связанного по каналам связи электровтоматики с ЧПУ
В контроллере импульсных преобразователей предусмотрено четыре входа от измерительных импульсных преобразователей. Один из входов используется для подачи сигналов датчика от главного привода станка для обеспечения жесткой кинематической связи шпинделя с продольным перемещением суппорта при нарезании резьбы. Два хода служат для приема импульсных сигналов обратной связи от датчиков продольного и поперечного перемещения суппорта, четвертый для сигналов импульсного преобразователя электронного маховика ручного правления продольным или поперечным перемещением. Другая функция модуля заключается в преобразовании с помощью двоичного счетчика следующих друг за другом импульсова в 16-разрядное двоичное число, которое считывается со счетчика процессором после чего счетчик лобнуляется.
Контроллер привода подачи управляет частотой вращения двигателей подачи суппорта по осям Zа и Х. Код величины подачи записанный в правляющей программе, модуль преобразует в аналоговый сигнал, величина которого пропорциональна этому коду.
Все входы и выходы в УЧПУ Н22 М имеют оптронную развязку с электрическими цепями станка. Модуль внешней памяти емкостью К слов расширяет объем оперативной памяти до К слов, а также позволяет вводить и выводить из ЧПУ правляющие программы и передавать их для использования на других станках. Модуль выполнен в виде кассеты с электронной памятью и внутренним аккумуляторным стройством обеспечивающим при отключении кассеты от Пу хранение записанной блок информации в течение 100 часов.
2. Технологический раздел
2.1 Описание детали. Материал детали и его свойства
Детали типа шестерня служат для передачи крутящего момента с вала на зубчатое
колесо, находящиеся в зацеплении с шестерней и используется в коробках передач автомобилей, станков, тракторов, редукторах.
Деталь Ушестерня - является типом вращения и относится к классу втулок. Деталь представляет собой совокупность наружных, внутренних, цилиндрических, и торцовых поверхностей.
По наружной поверхности детали выполнены зубья, ширина зубчатого венца 20 мм. В детали имеется сквозное отверстие диаметром 46
мм, так же шлицевое отверстие, деталь достаточно жесткая. Данная деталь добна для обработки на станках с применением стандартного режущего инструмента и изготавливается по 
аклассу точности. В соответствии с заданной программой, производство шестеренок является серийным.
Преобладающие количество поверхности детали обрабатывается по 6-11 квалитету,
остальная часть обрабатывается по 14 квалитету. Деталь имеет массу 1.6 кг.
Сталь 45 является глеродистой конструкционной качественной сталью и применяется для изготовления деталей повышенной прочности. Из стали 45 могут изготавливать шестерни, валики, втулки, оси, муфты, болты, шпильки. Химический состав стали и его механические свойства приведены в таблице 2.1 и 2.2
Таблица 2.1 - химический состав стали.
| С
% |
Si
% |
Mn
% |
S % |
P % |
Cr
% |
Ni
% |
Mo
% |
V
% |
V
% |
| Не более | |||||||||
|
0.42-0.5 |
0.17-0.37 |
0.5-0.8 |
0.04 |
0.04 |
|
|
- |
- |
|
Таблица 2.2 - механические свойства стали.
|
|
|
НВ |
|
54 |
17 |
210 |
Сталь классифицируется по следующим признакам: химическому составу, назначению и степени раскисления:
1) По химическому составу: среднеуглеродистые - 0.25-0.6%, высокоуглеродистые - более 0.6%.
2) По качеству: обыкновенного качества, качественная, высококачественная, особовысококачественная.
К углеродистым качественным конструкционным сталям предъявляют повышение требования по химическому составу и механическим свойствам. В зависимости от степени раскисления стали могут быть спокойные (сп) и кипящие (кп), цифры в марке стали казывают на содержание глерода в стали, в сотых долях процента.
2.2 Обоснование типа производства и его характеристика
В машиностроении различают три основных типов производства: массовое, серийное и единичное.
Массовым называют тип производства, или, проще, производство, характеризуемое большим объемом выпуска изделий непрерывно изготовляемых или ремонтируемых продолжительное время, в течение которого на большинстве рабочих мест выполняется одна рабочая операция. При массовом производстве для каждой операции выбирается наиболее производительное, дорогое оборудование /автоматы, полуавтоматы/, рабочее место оснащается сложными, высокопроизводительными стройствами и приспособлениями, в результате чего при большом объеме выпуска изделий достигается самая низкая себестоимость продукции.
Серийным называют производство, характеризуемое изготовлением повторяющимися партиями изделий. Размеры партий /количество заготовок одновременно подаваемых на рабочее место/ могут быть большими и малыми. Они определяют серийность производства. Различают апроизводство крупносерийное, среднесерийное и мелкосерийное. Чем крупнее партии, тем реже сменяемость на рабочих местах, тем ближе производство приближается к массовому типу производства и тем дешевле может быть выпускаемая продукция. В приборостроении крупносерийным считается производство при объеме выпуска не менее 5 тыс. штук в год. Среднесерийное производство в интервале 1-5 тыс. штук в год.
Единичным называют производство, характеризуемое малым объемом выпуск одинаковых изделий, повторное изготовление изделий, которых, как правило, не предусматривается. Здесь отсутствует цикличность производства, свойственная серийному производству. Отсутствие повторяемости изготовления ведет к поиску наиболее прощенных путей изготовления продукции. Чаще всего так работают экспериментальные, ремонтные цехи и т.п. Рабочие здесь, как правило, высокой квалификации. Оборудование и оснастка - ниверсальные. Стоимость продукции - высокая.
При годовом объеме выпуска 2 шт. и массы детали 1.6 кг выбираем среднесерийное производство. Серийное производство характеризуется ограниченной номенклатурой изделий изготовляемых периодически повторяющиеся партиями, и сравнительно большим объемом выпуска, чем в единичном типе производства.
В серийном производстве технологический процесс изготовления изделия преимущественно дифференцирован, то есть рассчитан на отдельные самостоятельные операции, выполняемые на определенных станках.
При серийном производстве обычно применяют ниверсальные, специализированные и другие металлорежущие станки. При выборе технологического оборудования специального или специализированного дорогостоящего приспособления или вспомогательного приспособления и инструмента необходимо произвести расчеты затрат и сроков окупаемости, так же ожидаемый экономический эффект от использования оборудования и технологического оснащения.
Партия запуска 
В соответствии с заданной программой, производство шестеренок является серийным.
, шт (2.1)
где N - годовая программа выпуска деталей.
Fg Ц число рабочих дней в году.
g
Ц число дней запаса ( 2.3
Выбор вида и метода получения заготовки Таблица
2.3 - исходные данные для заготовки. Диаметр
детали Диаметр
заготовки Длина
детали Длина
заготовки 22 61 25 47 Масса заготовки 2.13 кг Коэффициент использования материала 0.75 Стоимость заготовки 78.36 руб. 2.4
Разработка технологического маршрута обработки детали Рисунок
2.1 - Эскиз детали. Таблица
2.4 - технологического маршрута обработки детали. № Наименование
детали и краткое содержание операции Оборудование Режущий
инструмент Мерительный
инструмент Установочные
базы Приспособление 005 Токарная
с ЧПУ, обработать поверхности 1, 2, 3,,13, 10, 12 Токарный
станок с ЧПУ 16к20 Резец
проходной порный Т1К6 Штангенциркуль
калибр скоба, калибр пробка Поверхность
4, 7 патрон
а3-х
кулачковый 010 Токарная
с ЧПУ, точить поверхности 15, 6, 16, 4, 7, 8, 14, 9 Токарный
станок с ЧПУ 16к20ф3с5 Резец
проходной порный Т1К6, резец расточной Т1К6 Штангенциркуль,
калибр пробка Поверхность
2, 1 патрон
а3-х
кулачковый 015 Протяжная,
обработать поверхность 11 Протяжной
станок 7512 Протяжка
шлицевая РМ5 Комплексный
калибр Поверхность
7 Планшайба 020 Зубофрезерная,
обработать поверхность 5 Фрезерный
станок К30П Червячная
модульная фреза РМ5 Зубометр Поверхности
10, 11, 1, 7 Оправка
шлицевая 025 Внутришлифовальная,
обработать поверхность 10 Внутришлифовальный
станок К22А круг
шлифовальный микрометр Поверхность
7, 8 патрон
а3-х
кулачковый 030 Плоскошлифовальная
обработать поверхность 1 Плоскошлифовальный
станок Е71А круг
шлифовальный микрометр Поверхность
7, 8 Специальные
приспособления 035 Контрольная
операция 2.5
Разработка технологического процесса обработки детали на данном станке (одной из операций) Переход 1. Точить наружную поверхность по контору торец начерно и начисто, включая фаски. Режущий инструмент - резец проходной порный Т1К6. Переход 2. Расточить отверстие до D=50 на
l=47 начерно и начисто, включая фаску. Режущий инструмент Црасточной Т1К6. 2.6
Расчет припусков на обработку Для поверхности D<=61 Наименование детали - шестерня. Обрабатываемый материал - сталь 45. Вид заготовки - Штамповка. Таблица
2.5 - Припуски на обработку. R мкм T мкм Po мкм E мкм Заготовка 160 200 600 0 0 64.414 Точение
черновое 100 100 36 30 1921 61.793 Точение
чистовое 0 0 0 30 493 61 Д
мкм Dmin
мм Dmax
мм 2ZMIN
МКМ 2ZНОМ
мкм Заготовка 2 64.3 66.3 0 0 Точение
черновое 300 61.5 61.8 2500 3200 Точение
чистовое 0 61 61 500 800 Общие припуски 3 4 Размер заготовки После операции точение черновое 2.7
Расчеты режимов резания на операцию Переход 1. Точить наружную поверхность по контору торец начерно и начисто, включая фаски. Режущий инструмент - резец проходной порный Т1К6. Sт=0.7 мм/об где К1=1 - для поверхности без корки. К2=1 - для придела прочности материала K3=0.55 - для пластины из твердого сплава Т1К6. Vтаб=88 м/мин K1=0.95 - для поверхности без корки. К2=1.54 - для пластины К3=1.09 - для стойкости инструмента 60 мин. Принимаем по паспорту n=710 (m40S1) где Переход 2. Расточить отверстие до D=50 на
l=47 начерно и начисто, включая фаску. Режущий инструмент Црасточной Т1К6. Sт=0.13 мм/об К1=1 К2=1 К3=0.8 Vтаб=123 м/мин K1=0.95 К2=1.54 К3=1.09 Принимаем по паспорту n=1
(m40S7) Рисунок
2.2 - Технологическая наладка. Таблица
2.6 - правляющая программа. Содержание Пояснение 0
М3 Включение вращения шпинделя. 1 М38 Выбор диапазона частот вращения. 2
S4 Частота вращения шпинделя n=355 3
F62 Подача
0.62 мм/об 4
Т1 Позиция инструмента. 5
М8 Включение охлаждения. 6
*6700<~ 7
8
Перемещение
инструмента в т2. Подрезка торца, начерно. 9
Отвод
инструмента в т3. 10
Подвод инструмента в т4. 11
Перемещение
инструмента в т5. Черновое точение. 12
Отвод
инструмента в т6. 13 z0 Подвод
инструмента в т7. 14 x6700 Перемещение
инструмента вт8. Подрезка торца начисто. 15 x4400 Уход
инструмента в т9 16 z200 Подвод
инструмента в т10. 17 x6100 Перемещение
инструмента в т11. Чистовое точение. 18 z2500 Отвод
инструмента в т12. 19
Перемещение
инструмента в т13. Точение фаски. 20
Перемещение
инструмента в т14. 21
Отвод
инструмента в т15 22
* 23
24
Т3 Смена
позиции инструмента. 25
М38 Выбор
диапазона частот вращения. 26
S7 Частота
вращения шпинделя 27 F18 Подача
инструмента 0.18 мм/об 28 *x4500<~ 29 z2100<~ 30 z<-4800 Растачивание
отверстия т2. начерно 31
Отвод
инструмента в т3 32
Перемещение
инструмента в т4 33
Перемещение
инструмента в т5. Точение фаски. 34
Перемещение
инструмента в т6. 35
Растачивание
отверстия т7. начисто 36
Перемещение
инструмента в т8 37
Отвод
инструмента в т9. 38
* 39
41 М5 Отключение
вращения шпинделя. 42
М30 Конец программы. 2.8
Расчет мощности резания Переход 1. Точить наружную поверхность по контору торец начерно и начисто, включая фаски. Переход 2. Расточить отверстие до D=50 на
l=47 начерно и начисто, включая фаску. 2.9
Определение нормы времени на операцию где 3.
Расчетно<-наладочный раздел 3.1
Выбор электродвигателя для привода станка Мощность электропривода главного движения определяется по формуле: где Ррез
Ц мощность резания, кВт, Ррез
=3.69 кВт Принимаем Для резания на заданном станке необходимо, чтобы мощность электродвигателя была больше расчетной мощности на 25%. Таблица
3.1 - Технические данные электродвигателя типа 11М-А. Исходные
данные Обозначение Единица
измерения Значение Номинальная
мощность Pном кВт 5.6 Номинальное
напряжение Uном В 220 Номинальная
скорость вращения Об/мин 2 КПД
двигателя % 0.86 Сопротивление
якорной цепи Rя Ом 0.409 Индуктивность
якорной цепи двигателя Lя мГн 9.0 Момент
инерции приведенной к валу двигателя 0.027 Коэффициент
силения тиристорного преобразователя Ктп - 1.3 Постоянная
времени тиристорного преобразователя Ттп С 0.02 Коэффициент
силения тахогенератора Ктг 1.4 Величина
перерегулирования % 20 Время переходного процесса tp c 2 Рисунок 3.1. - Принципиальная схема системы регулирования частоты вращения двигателя постоянного тока. ДПТ - двигатель постоянного тока; ТП - тиристорный преобразователь; ТГ - тахогенератор; РС - регулятор скорости; 3.2
Анализ ЛАЧХ нескорректированного электропривода Рисунок 3.2. - Функциональная схема исследуемой САУ. w (р) - частота вращения (регулируемая частота); Vзад
(р) - Задающее воздействие; Мн(р)
Ц момент нагрузки. По функциональной схеме,
подставляя в нее конкретные передаточные функции составляющих ее звеньев,
составляем обобщающую структурную схему исследуемой САУ. Структурные схемы ТП,
ТГ, и ДПТ приведены на рисунках3.5, 3.6, 3.7. Рисунок 3.3 - Структурная схема ТП. Рисунок 3.4 - Структурная схема ТГ. Рисунок 3.5- Структурная схема ДПТ. Рисунок 3.6 - Обобщающая структурная схема исследуемой САУ. Расчетные параметры для ДПТ. где Тэ - электромагнитная постоянная времени якорной цепи, с; Находим номинальный ток двигателя по формуле: Находим номинальную частоту вращения по формуле: Находим конструктивную постоянную двигателя по формуле: Находим электромагнитную постоянную времени по формуле: 3.3
Построение желаемой ЛАЧХ электропривода Определение параметров исходной ЛАЧХ. Используя обобщающую структурную схема САУ, приведенную на рисунке 3.7, составляем структурную схему ДПТ по правляющему воздействию, которая приведена на рисунке
3.8. Рисунок 3.7 - Структурная схема ДПТ по правляющему воздействию. Построим структурную схему разомкнутой САУ по правляющему воздействию и по ней определим передаточную функцию. Uзад Рисунок 3.8 - Разомкнутая структурная схема САУ по правляющему воздействию. Передаточная функция разомкнутой САУ по правляющему воздействию имеет вид: Определим данные для построения ЛАЧХ нескорректированного электропривода. P1=<-104 P2=-204.54 Тогда квадратный трехчлен можно разложить по виду: где После этого получаем передаточную функцию разомкнутой САУ по правляющему воздействию. Определение параметров желаемой ЛАЧХ. Частота среза: где Т.к. На рисунке 3.9, представлены ЛАЧХ исходной системы, желаемой и корректирующего устройства (КУ). Рисунок
3.9 - ЛАЧХ исходная, желаемая, корректирующего стройства. 3.4
Синтез последовательного корректирующего стройства По графику желаемой ЛАЧХ и ЛАЧХ КУ составляем выражение передаточных функций желаемой системы и КУ. По виду графика ЛАЧХ КУ и его передаточной функции выбираем схему КУ которая будет содержать в себе два резистора и конденсатор. Рисунок
3.12. Принципиальная схема корректирующего стройства. 3.5
Определение основных показателей качеств Рисунок
3.13 - График переходного процесса. +5%
- 0.82 -5%
- 0.74 t(p)=0.8 4.
Организационный раздел 4.1
Организация и оснащение рабочего места станочника. Планировка рабочего места станочника Рабочим местом называется часток производственной площади цеха, на котором расположен станок с комплектом приспособлений, вспомогательного и режущего инструмента,
технической документации и других предметов и материалов, находящихся непосредственно в распоряжении токаря. Оснащенность рабочего места и организация труда на нем в значительной мере определяют производительность труда токаря. Рабочее место оснащается: одним или несколькими станками с постоянным комплектом принадлежностей; комплектом технологической оснастки постоянного пользования, состоящим из приспособлений, режущего, измерительного и вспомогательного инструмента; комплектом технической документации, постоянно находящейся на рабочем месте (инструкции, справочники, вспомогательные таблицы и т. д.); комплектом предметов хода за станком и рабочим местом (масленки,
щетки, крючки, совки, обтирочные материалы и т. д.); инструментальными шкафами,
подставками, планшетами, стеллажами и т. п.; передвижной и переносной тарой для заготовок и изготовленных деталей; подножными решетками, табуретками или стульями. Комплект технологической оснастки и комплект предметов хода за станком и рабочим местом постоянного пользования станавливаются в зависимости от характера выполняемых работ, типа станка и принятой схемы инструментального хозяйства в цехе. Наибольшим количеством такой оснастки располагают токари,
работающие в словиях единичного и мелкосерийного, производства, и значительно меньшим токари, работающие в словиях серийного и крупносерийного производства.
Количество такой оснастки определяет размеры, внутреннее стройство и число шкафов, тумбочек и стеллажей. Правильная организация рабочего места - это такое содержание станка, такой порядок расположения приспособлений, инструмента, заготовок и готовых деталей, при котором достигается наивысшая производительность труда при минимальных затратах физической, нервной и мственной энергии рабочего. На рабочем месте не должно быть ничего лишнего, т. е. не используемого в работе. Все используемые при работе предметы должны иметь постоянные места хранения, те предметы, которые используются чаще, должны располагаться ближе и в более добных местах.
Создание словий, обеспечивающих возможность рационального использования станка, его оснащения, рабочего времени, производственных навыков и творческих способностей рабочего, является основной задачей научной организации труда на рабочем месте токаря. Научная организация труда (НОТ) - это система мероприятий, направленных на внедрение в практику методов и форм организации труда, основанных на достижениях науки и передового производственного опыта и проводимых в целях достижения наиболее высокой производительности труда при одновременном создании благоприятных словий для меньшения томляемости и сохранения здоровья рабочего-станочника. К организации производства на рабочем месте предъявляются следующие основные требования:
создание словий для высокопроизводительной работы; механизация и автоматизация производственного процесса, максимально страняющая применение ручного труда;
ритмичное снабжение рабочего места сырьем и материалами; повышение квалификации рабочего и обучение его передовым приемам труда; безопасность работы;
воспитание у рабочего коммунистического отношения к труду и чувства товарищеской взаимопомощи. Правильная организация рабочего места оказывает заметное влияние на сокращение вспомогательного времени, затрачиваемого на выполнение отдельных операций. добное расположение необходимых для работы инструментов и приспособлений обеспечивает производительную работу станочника при меньшей его томляемости. Планировка рабочего места зависит от многих факторов, в том числе от типа станка и его размеров, размеров и формы обрабатываемых заготовок, типа и организации производства и др. Чаще применяются планировки рабочего места двух типов. По первому типу планировки инструментальный шкаф (тумбочка) располагается справа от рабочего, стеллаж для деталей - слева. Такая планировка является рациональной, если преобладает обработка заготовок с становкой в центрах левой рукой. По второму типу планировки инструментальный шкаф (тумбочка) располагается с левой стороны от рабочего, стеллаж - с правой. Такая планировка рабочего места добна при установке и снятии заготовки правой рукой или двумя руками (при изготовлении длинных и тяжелых деталей). Сохранность и готовность оборудования к безотказной и производительной работе обеспечиваются повседневным ходом за рабочим местом.
Большое значение для длительной и бесперебойной работы станка имеет своевременная и правильная его смазка в соответствии с требованиями,
изложенными в руководстве по эксплуатации. Смазка станка является прямой обязанностью токаря. Периодически токарь должен производить проверку точности работы станка и его регулировку в соответствии с казаниями руководства по эксплуатации. Плохая организация рабочего места, загроможденность рабочего места и проходов, неисправность станка и приспособлений, недостаточное знание рабочим стройства станка и правил его эксплуатации, неисправность электрооборудования и электропроводки, отсутствие ограждений и предохранительных стройств, работа неисправным инструментом, загрязненность станка и подножной решетки могут привести к несчастным случаям. В процессе работы токарь должен быть предельно внимательным, так как станок является объектом повышенной опасности. Для безопасной работы необходимо знать стройство всех сборочных единиц (узлов) и механизмов станка, правильно назначать режим резания, надежно крепить заготовку, применять исправный инструмент со стружколомами,
защитные стройства и т. д. Это далеко не полный перечень правил безопасности труда. В каждом цехе имеются специальные инструкции, в которых кроме общих требований техники безопасности приведены специфические требования, характерные для цеха, в котором становлен станок.
Инструктаж по правилам безопасности на каждом рабочем месте проводит мастер в соответствии с цеховым графиком. Рациональная организация рабочего места,
выполнение правил эксплуатации станка и соблюдение правил безопасности являются важнейшими словиями высокопроизводительного труда. Рисунок 4.1 -
Планировка рабочего места токаря: 1-инструментальный шкаф, 2-планшет для чертежей, 3 - планшет для измерительных инструментов, 4 - ящик для вспомогательного инструмента, 5 - ящики для инструмента и деталей, 6 - стеллаж,
7 - решетка. 4.2
Техника безопасности и пожарная безопасность при работе на станке Основные правила безопасной эксплуатации металлообрабатывающих станков для рабочих всех профессии заключается в следующем. Общие требования перед началом работы: 1)
Проверить,
хорошо ли брано рабочее место и при наличии неполадок в работе станка, в течение предыдущей смены ознакомится с ними и с принятыми мерами по их устранению. 2)
Привести в порядок рабочую одежду. брать волосы под головной бор. 3)
Проверить состояние решетки под ногами, её стойчивость на полу. 4)
Проверить состояние ручного инструмента. 5)
Привести в порядок рабочее место: брать все лишнее, подготовить и аккуратно разложить необходимые инструменты и приспособления так чтобы было добно и безопасно пользоваться ими, ложить заготовки в предназначенную для них тару, саму тару разместить так, чтобы было добно брать заготовки и кладывать обработанные детали без лишних движений рук и корпуса. 6)
При наличии местных грузоподъемных стройств проверить их состояние. Приспособления массой более 16 кг устанавливать на станок только с помощью этих стройств. 7)
Проверить состояние станка: бедиться в надежности крепления стационарных ограждений, в исправности электропроводки, заземляющих проводов, рукояток правления станком. 8)
Подключить станок к электросети, включить местное освещение и отрегулировать положение светильника так, чтобы рабочая зона была хорошо освещена и свет не слепил глаза. 9)
На холостом ходу проверить исправность кнопок, системы предупредительного смазывания, так же системы охлаждения. Далее произвести или проверить наладку станка в соответствии с технологической документацией. 10)
Подготовить средства индивидуальной защиты и проверить их исправность. 11)
О всех обнаруженных недостатках, не приступая к работе, сообщить мастеру. Общие требования во время работы. 1)
Масса и габаритные размеры обрабатываемых заготовок должны соответствовать паспортным данным станка. 2)
При обработке заготовок массой более 16
кг станавливать и снимать с помощью грузоподъемных устройств, причем не допускать превышение нагрузки, становленной для них. Для перемещения применять специальные строповочно-захватные приспособления.
Освобождать обработанную деталь от них только после надежной кладки, при установки - только после надежного закрепления на станке. 3)
Запрещается работать в рукавицах и перчатках. 4)
Перед каждым включением станка бедится, что его пуск ни для кого не опасен,
постоянно следить за надежностью крепления станочного приспособления,
обрабатываемой заготовки, так же режущего инструмента. 5)
При работе станка не переключать рукоятку режимов работы, измерений, регулировки чистки. Не отвлекаться от наблюдения за ходом обработки, самому не отвлекать других. 6)
Правильно укладывать обработанные детали, не загромождать подходы к станку, периодически убирать стружку и следить за тем, чтобы пол не был залит маслом и охлаждающей жидкостью. 7)
Постоянно осуществлять контроль за стойчивостью деталей на местах складирования, при размещении деталей в таре обеспечивать стойчивое положение их. 8)
При выявлении запаха горящей электроизоляции или ощущения электрического тока при соприкосновении с металлическими частями станка немедленно остановить станок и вызвать мастера. Пожарная безопасность. Обеспечение пожарной безопасности на предприятии закладывается при планировке зданий и сооружений.
Здания и сооружения на территории предприятия размещаются с соблюдением требований норм пожарной безопасности. Производственные и вспомогательные помещения оборудуются запасными выходами предназначенными для эвакуации работников в случае пожара. Во всех производственных и вспомогательных помещениях должны быть вывешены схемы эвакуации людей и ценных предметов при пожаре. При этом обязательным словием является кратчайшее расстояние от рабочего места до выхода. При работе на металлорежущих станках необходимо соблюдать инструкции по обработке материалов, которые создают концентрацию пылевой взрывоопасной смеси в воздухе,
например из магниевых сплавов. Смазочные материалы бирают в тумбочку, с тем чтобы исключить возгорание при попадании раскаленной стружки. Следует помнить, что тушить электродвигатель водой нельзя, т.к. она проводит электричество, что может вызвать поражение электрическим током рабочего и окружающих. В случаи пожара использовать специальную сигнальную систему для оповещения. 4.3
Мероприятия по охране труда и окружающей среды Мероприятия по охране труда Действующие законодательство требует создание на всех предприятиях здоровых и безопасных условий труда, назначая их обеспечение на администрацию. Администрация обязана внедрять современные средства техники безопасности, предупреждающие производственный травматизм, и обеспечивать санитарно-гигиенические словия,
предотвращающие возникновения профессиональных заболеваний рабочих и служащих. Производственные здания, сооружения, оборудование, технологические процессы должны отвечать требованиям, обеспечивающим здоровые и безопасные словия труда. Эти требования включают рациональное использование территории и производственных помещений,
правильную эксплуатацию оборудования и организацию технологических процессов,
защиту работающих от воздействия вредных словий труда, содержание производственных помещений и рабочих мест в соответствии с санитарно<-гигиеническими нормами и правилами, стройства санитарно-бытовых помещений. На администрацию возлагается проведение инструктажа рабочих и служащих по технике безопасности,
производственной санитарии, противопожарной охране и другим правилам охраны труда, так же постоянный контроль за соблюдением работником всех требований инструкций по охране труда. администрация предприятия обязана проводить инструктаж по вопросам техники безопасности для всех вновь поступающих рабочих и обучение их безопасным методам труда непосредственно на рабочих местах в течение нескольких смен. Повторное инструктирование рабочих должно проводиться в сроки, предусмотренные отраслевыми правилами техники безопасности. Не допускается перевод рабочих на другие работы без прохождения соответствующего инструктажа. Охрана окружающей среды. К загрязнениям окружающей среды принято относить результаты жизнедеятельности человека, которые оказывают отрицательное воздействие как на самого человека,
так и на природу. Развитие промышленности и освоение новых более эффективных технологических процессов с целью повышения производительности труда обусловили широкое применение физических, химических и биологических методов воздействия на вещество. Это привело к возрастанию всевозможных производственных отходов,
образующихся вместе с готовой продукцией. Технологические процессы являются также источниками шума и вибрации. Механические отходы - твердые частицы и предметы,
загрязняющие атмосферу и загрязняющие почву и воду. Химические отходы - газообразные, жидкие и твердые химические соединения и элементы, попадающие в атмосферу, почву, воду, вступающие во взаимодействие с окружающей средой.
Биологические отходы - все виды организмов, появляющиеся при частие человека, наносящие ему вред и загрязняющую среду. Виды вредных проявлений энергии: тепловой, механической, вибрации, шум, льтразвук и другие; световой (видимая, льтрафиолетовая и инфракрасные части спектра);
электромагнитного поля; ионизирующего излучения. Промышленные твердые отходы делятся на токсичные и нетоксичные. Методы борьбы с загрязнением окружающей среды. Методами охраны окружающей среды от загрязнения отходами производства называют совокупность технических и организационных мероприятий, позволяющие свести к минимуму или исключить загрязнение окружающей среды и его вредного влияния. Методы борьбы с загрязнением окружающей среды делятся на пассивные и активные. К пассивным относятся защитные методы, использование которых не связано с непосредственным воздействием на источники загрязнения. Среди таких методов наибольшее распространение находят выбор рационального размещения источников загрязнения,
локализации загрязнений и их очистка перед выбросом в окружающую среду. К активным относятся технологические и технические методы, связанные с совершенствованием существующих и разработкой новых технологических процессов, оборудования и оснастки в целях максимального снижения ровня или исключения загрязнения окружающей среды. Этими методами метода охрана окружающей среды решается более успешно, поэтому активным методам деляется все больше внимание. 4.4
Организация технического обслуживания и ремонта станка К техническому обслуживанию относят работы по поддержанию работоспособности станков и машин при хранении, транспортировании, подготовки к использованию. Техническое обслуживание включает в себя также надзор их правильным оборудованием помещения, в котором станок будут эксплуатировать. Наряду с плановыми обязательными роботами, техническое обслуживание включает также работы,
выполняемые при возникновении случайных отказов. Различные виды работ по техническому обслуживанию механической электрической и электронной частей станка выполняют слесари-ремонтники, электрики, электронщики, операторы смазки.
Наладчик должен меть выполнять все виды работ по плановому и неплановому техническому обслуживанию, которые возложены на перечисленный персонал. При ежемесячном профилактическом осмотре в начале смены оператор проверяет внешним осмотром отсутствие повреждений, препятствующих пуску станка и правильности функционирования всех систем. Дежурный слесарь достоверяется в отсутствии вибрации, шумов, нагрева подшипников, проверяет давление в системах, отсутствие утечек масла, исправность ограждений. Дежурный электрик проверяет температуру подшипников и обмоток электродвигателей, исправность пусковой аппаратуры и заземления. В течение времени смены дежурный слесарь электрик и электронщик выполняют еще сменные осмотры по своим специальным графикам без остановки оборудования. В процессе ежесменных осмотров проводят замену наиболее быстроизнашивающихся деталей и элементов станков и УЧПУ и при необходимости профилактическое регулирование. Плановый осмотр выполняют в соответствии с графиком, с целью проверки состояния злов и устройств станка, получения и накопления информации об износе деталей,
необходимой для подготовки предстоящих ремонтов. Проверяют плотность неподвижных соединений, состояние направляющих, натяжение пружин, исправность ограничителей, переключателей, ограждений, состояние смазочной степени и гидравлики. Выявляют изношенные детали, требующие замены при ближайшем плановом ремонте. Помещения, в которых установлены станки с ЧПУ, должны содержаться в чистоте, рабочие (операторы,
смазчики, слесари-ремонтники, электрики, электронщики и наладчики) должны пользоваться чистой спецодеждой. Частоту станков и ЧПУ необходимо поддерживать постоянно. Ежедневную борку помещений рекомендуется проводить влажным способом. Для очистки станка можно использовать пылесос. Рациональное техническое обслуживание замедляет процесс приближения предельного состояния,
при котором продолжение эксплуатации становится невозможным, не эффективным или опасным для окружающих т.е. момента когда, наступает необходимость в ремонте станка для восстановления его исправности и работоспособности. О приближении предельного состояния деталей механической части станка можно судить по признакам, обнаруживаемым визуально или с помощью контрольно-измерительной аппаратуры. При обнаружении состояния деталей, близкого к предельному детали следует заменять, не ожидая выхода из строя. Также нужно поступать с подвижными деталями электроппаратов. В некоторых электронных стройствах не проявляются видимые признаки приближения предельного состояния. Электронные стройства чаще всего меняют после выхода из строя. Ремонтом называют работы по восстановлению исправности оборудования. Принятая в настоящие время предусматривает два основных вида - планового и непланового. 5.
Экономический раздел. Таблица 5.1 - исходные данные. Показатели Значение Единица измерения 1)
Наименование детали Шестерня - 2)
вес заготовки 2.13 Кг 3)
Стоимость одного кг материала 13.5 Руб. 4)
Годовая программа выпуска 20 Тыс. Шт. 5)
Тип станка 1К20 1К2Ф3 - 6)
Время обработки детали на ниверсальном станке 3.2 Мин 7)
Время обработки детали на станке с числовым программным правлением. 2.46 Мин 8)
Коэффициент использования материала 0.75 - 9)
Коэффициент выполнения норм 1.05 - 10)
Продолжительность смены. 8 Часов. 11)
Часовая тарифная ставка токаря, работающего на ниверсальном станке. 12.5 Руб. 12)
Часовая тарифная ставка токаря, работающего на станке с ЧПУ. 10.4 Руб. 13)
Часовая тарифная ставка слесаря, обслуживающего ниверсальный станок. 8.2 Руб. 14)
Часовая тарифная ставка слесаря, обслуживающего станок с ЧПУ. 9.1 Руб. 15)
Стоимость ниверсального станка. 550 Тыс. руб. 16)
Стоимость станка с ЧПУ. 850 Тыс. руб. 17)
Коэффициент использования станка. 0.81 - 18) Стоимость электроэнергии 1.3 Руб. 5.1
Определение необходимого количества станков Для определения необходимого количества станков (Sрасч.) для выполнения производственной программы рекомендуется использовать следующую формулу: где N - годовая производственная программа, шт. T - норма времени на изготовление единицы детали, час. Fд - действительный фонд времени работы станка, час. Квп - коэффициент выполнения норм. Действительный фонда времени работы станка определяется по формуле: где Fном - номинальный фонд времени, час. Кис - коэффициент использования станка. Номинальный фонд времени работы станка определяется по формуле: где Дк - календарное число дней в году, дн. Дв - количество выходных дней, дн. Дп - число предпраздничных дней, дн. П - продолжительность смены, час. С - количество смен. Чпп - число предпраздничных часов, час. При получении дробного числа надо округлить его в большую сторону, следовательно Высвобождение станков считается по формуле: 5.1.1.
Расчет загрузки станков Коэффициент загрузки станков рассчитывается по формуле: SHAPEа * MERGEFORMAT Диаграмма 5.1 - сравнительная характеристика коэффициента загрузки станков. 5.1.2
Расчет амортизационных отчислений Годовая величина амортизационных отчислений (Ар) рассчитывается по формуле: где ОПФперв - первоначальная стоимость станка,
руб. Тэ - срок эксплуатации станка, год. Для ниверсальных станков срок эксплуатации рекомендуется принять 15 лет, для станков с ЧПУ - 20 лет. 5.2
Расчет расхода материала Для формирования калькуляции затрат нам необходимо знать величину амортизационных отчислений, приходящихся на единицу продукции. Расчет следует произвести по формуле: 5.3
Определение необходимого количества основных и вспомогательных рабочих где где где Кнеяв. - коэффициент учитывания выхода на работу. Для машиностроения коэффициент неявки принимаем в среднем 13%. Определим число высвобождения основных рабочих 5.3.1
Расчет загрузки основных рабочих Диаграмма 5.2 - Сравнительная характеристика коэффициента загрузки рабочих. 5.3.2
Расчет производительности труда Измерения производительности труда рассчитывается по формуле где - величина сокращения трудоемкости изготовленной продукции, % 5.3.3
Расчет материальных затрат Стоимость заготовки (ЦЗ) рассчитывается по формуле: где Мз - масса заготовки, кг Ц1кг - стоимость 1кг используемого материала Отходы в полном объеме отправляются на переплавку, поэтому стоимость возвратных отходов (Цв.отх.)
следует определить из расчета стоимости 1 кг отхода (Ц1кг.от.) принимаем Ц1кг.отх.=2.5
руб/кг. Где где Стоимость материалов за вычетом возвратных отходов для единицы продукции Стоимость материала для всей программы выпуска 5.3.4
Расчет затрат на электроэнергию Затраты на электроэнергию определяется по формуле: где Принимаем становленную мощность электродвигателя 11 кВт. Коэффициент загрузки электродвигателя 0.5-0.9. 5.3.5
Расчет численности вспомогательных рабочих Расчет величины ремонтных единиц. Для расчета величины ремонтных единиц воспользуемся таблицами 5.2 и 5.3. Таблица 5.2 - Приведенное количество ремонтных единиц. Оборудование Число станков Средняя категория сложности Приведенное количество ремонтных
единиц Универсальный 1 8 8 ЧПУ 1 20 20 Таблица 5.3 - Норма времени на выполнение ремонтных работ и работ по техническому обслуживанию, час Ремонтные операции Слесарные работы, Станочные работы, Прочие работы, Всего, 1)
Промывка станка 0.35 - - 0.35 2)
Проверка на точность. 0.4 - - 0.4 3)
Осмотр 0.75 0.1 - 0.85 4)
Текущий ремонт 4 2 0.1 6.1 5)
Средний ремонт 16 7 0.5 23.5 6)
Капитальный ремонт 23 10 2 35 Продолжительность ремонтного цикла Тр.ц характеризуется периодом времени между двумя последовательными капитальными ремонтами. nк=2 nс=3 nт=8 n0=12 K<-O<-T<-O<-T<-O<-C<-O<-T<-O<-T<-O<-C<-O<-T<-O<-T<-O<-C<-O<-T<-O<-T<-O<-K Расчет величины и структуры ремонтного цикла. где Тр.ц - продолжительность ремонтного цикла, годы. - нормативная величина ремонтного цикла, 24 часов. В1; В2;
В3; В4 - коэффициенты учитывающие тип производства. Свойства обрабатываемого материала,
условия эксплуатации станка, характеристику станка. Принимаем В1=В2=В3=В4=1 Расчет длительности межремонтного периода ( где nm - количество текущих ремонтов Расчет длительности межосмотрового периода ( где 5.3.6
Расчет ремонтных работ Объем годовых слесарных ремонтных работ (Qсл) определяется по формуле: где Объем годовых станочных ремонтных работ определяется по формуле: где Объем годовых прочих ремонтных работ определяется по формуле: где 5.3.7
Расчет численности вспомогательных рабочих Численность вспомогательных рабочих (Чвсп.р) определяется из расчетной потребности рабочих для проведения слесарных (Чсл), станочных (Чст)
и прочих (Чпр) ремонтных работ, по формуле: Численность вспомогательных рабочих для выполнения слесарных ремонтных работ рассчитывается по формуле: где Квн - коэффициент выполнения норм. Численность вспомогательных рабочих для выполнения станочных ремонтных работ рассчитывается по формуле: Численность вспомогательных рабочих для выполнения прочих ремонтных работ рассчитывается по формуле: Принимаем трех вспомогательных рабочих для ниверсального станка. Принимаем трех вспомогательных рабочих для автоматизированного станка. 5.4
Расчет затрат на оплату труда 5.4.1
Расчет сдельного фонда оплаты труда Для основных рабочих применяется сдельно премиальная форма оплаты труда. Основная сдельная заработная плата (Зсд)
рассчитывается по формуле: где Рсд - сдельная расценка за единицу продукции, руб. где ЧТСст - часовая тарифная ставка станочника. Кроме оплаты за каждую единицу продукции предусмотрены доплаты в виде премии (Пр) и районного коэффициента (Кр), который рассчитывается по формуле: где Где
K<%
- размер районного коэффициента Для Сибири К=30% Общая сдельная зарплата представляет сумму основной сдельной зарплаты и доплаты: Отчисления на социальные нужды (Ос.н.) рассчитываются по формуле: где Сн - величина отчислений на социальные нужды, % Принимаем Сн=26% 5.4.2
Расчет повременного фонда оплаты труда Для основных рабочих применяется повременно-премениальная форма оплаты труда. Основная повременная зарплата (Зповр.)
рассчитывается по формуле: где ЧТСвсп.р. - часовая тарифная ставка слесаря,
руб. налогично рассчитывается величина премии, районного коэффициента, отчислений на социальные нужды. где П% - величина премии, % Принимаем П=50% К%
- размер районного коэффициента, % Для Сибири К=30% Общая повременная зарплата представляет сумму основной повременной зарплаты и доплат: Отчисления на социальные (Ос.н.повр.) нужды рассчитываются по формуле: Где Сн% - величина на социальные нужды, % Принимаем Сн=26% 5.4.3
Расчет размера оплаты труда приходящегося на единицу продукции Для расчета затрат на оплату труда, приходящихся на единицу продукции необходимо рассчитать отдельно затраты по оплате труда (Зед) и отчисления на социальные нужды (Ос.н.ед.). 5.5
Расчет себестоимости единицы изделия и построение диаграммы затрат Таблица 5.4 - данные для сравнения калькуляции затрат. В рублях В процентах В рублях В процентах 1.
Материалы 27.43 58.4 27.43 58.03 2.
Электроэнергия на технологические цели 0.44 0.94 0.34 0.72 3. Оплата труда 0.67 10.39 0.43 10.39 4. Отчисления на социальные нужды 0.17 2.7 0.11 2.7 5. Амортизация основных производственных
фондов 1.83 3.9 2.12 4.48 6.
Цеховые расходы (120% от оплаты труда) 0.8 12.45 0.52 12.46 7.
Общепроизводственные расходы (80% от оплаты труда) 0.54 8.3 0.34 8.3 8. Итого производственная
себестоимость 31.88 97.08 31.29 97.1 9.
Внепроизводственные расходы (3% от производственной себестоимости) 0.95 2.91 0.94 2.91 10.
Итого полная себестоимость 32.83 100 32.23 100 Диаграмма 5.3 - Величина и структуризация для ниверсального станка. Диаграмма 5.4 - Величина и структуризация для автоматизированного станка. 5.5.1
Расчет цены изделия Тн Планируемая величина прибыли составляет 30%. Поэтому прибыль с каждой единицы продукции (Пед.)
рассчитывается по формуле: где Сполн. - полная себестоимость продукции,
руб. Тогда оптовая цена предприятия (Цопт.предпр.) рассчитывается по формуле: Оптовая цена промышленности рассчитывается по формуле: где НДС - налог на добавленную стоимость,
руб. Нприб. - налог на прибыль, руб. Налог на добавленную стоимость составляет 18%. Налог на прибыль составляет 22%. Розничная цена единицы продукции рассчитывается по формуле: где Тн - торговая надбавка предприятий торговли, руб. Торговая надбавка составляет 5%, поэтому: Результаты расчетов сведем в таблицу 5.5. Таблица 5.5 - Данные расчета цены изделия. Наименование
показателя Для
ниверсального станка Для
автоматизированного станка (ЧПУ) 1.
Планируемая величина прибыли 14.09 14.18 2.
Оптовая цена предприятия 61.06 61.45 3.
Оптовая цена промышленности 75.15 75.63 4.
Розничная цена 78.91 79.41 5.6
Расчет экономического эффекта Годовой экономический эффект от применения новых технологических процессов, механизации и автоматизации производства, способов организации производства и труда,
обеспечивающих экономию производственных ресурсов при выпуске одной и той же продукции определяют как разность приведенных затрат на её производство, с помощью базовой и новой технологии. где С1,С2
Ц себестоимость единицы продукции,
изготовленной на ниверсальном и автоматизированном станках, руб. К1,К2
Ц стоимость ниверсального и автоматизированного станка, руб. Eн - нормативный коэффициент сравнительной эффективности, показывающий размер ежегодного возмещения затрат. Принимаем Eн=0.15 Внедрение станка с ЧПУ экономически эффективно. словно-годовая экономия составила 12
руб., но эффективность с четом капитальных вложений нет, т.к. снижение трудоемкости с 3.2 мин до 2.46 мин и экономия заработной платы не позволили перекрыть дорожание стоимости станков сумме 3 рублей (85-55). При увелечении программы выпуска и величении фссортимента выпускаемых изделий экономический эффект будет больше. Заключение На основании проведенных исследовании следует сделать ряд выводов об экономической эффективности применения автоматизированного станка. Одним из показателей оценки материально-техниченской базы является соотношение между использованием универсального станка и автоматизированного. Использование достижений научно-технического прогресса, внедрение новых технолонгий и техники,
электронизация, компьютеризация, робонтизация способствуют существенному изменению соотношенния в структуре основных фондов в пользу автоматизированного станка. Основными путями дальнейшего повышения эффективности производства в хозяйстве могут являться в основном методы организации, направленные на странение различного рода потерь и сокращения производственных расходов, повышение производительности труда, изыскание средства для приобретения дополнительного количества техники, используемой при производстве продукции. На основании расчетов приведенных в разделе 5.1 мы приняли 1 ниверсальный станок и 1
автоматизированный станок. Коэффициент загрузки ниверсального станка составил
0.64, автоматического 0.49. Амортизационные отчисления для ниверсального станка составляют 1.83 руб, для автоматизированного 2.12 руб, что говорит об экономической эффективности ниверсального станка. Из показаний расчетов приведенных в разделе 5.3 мы приняли по одному рабочему для ниверсального станка и станка с ЧПУ. Загрузка основных рабочих для ниверсальных станка составит
100%, для станка с Пу 78%. Из приведенных расчетов раздела 5.4 становится ясно, что сдельная оплата труда составит для рабочего на ниверсальном станке 12400 руб., для рабочего на автоматизированном станке 8200 руб. Себестоимость продукции изготовленной на универсальном станке составит 32.83 руб, на автоматизированном 32.23 руб. Из данного заключения следует сделать вывод, что для мелкосерийного и среднесерийного производства эффективней использовать ниверсальный станок, т.к. продукция выпускаемая им в данном производстве будет иметь меньшую себестоимость. Станок с ЧПУ будет наиболее эффективен и выгоден в крупносерийном и массовом производствах. Список литературы 1.
Макаров И.М., Монский Б.М. Линейные автоматические системы - М. Машиностроение, 1987 г. 2.
Клюев А.С. Автоматическое регулирование - М. Энергия 1973г. 3.
Абалкин Л. Логика экономического роста. - М.: ИЭ РАН, 2003. 4.
Юревич Е.Н. Теория автоматического правления - Л, Энергия 1975г. 5.
А.С.
Пелих. Экономика предприятия и отрасли промышленности Серия учебники,
учебные пособия 4-е издание, перераб. и доп. - Ростов Цна - Дону :
Феникс, 2005 - 544с. 6.
Т.Е.
Коростелева Экономика, организация и планирование машиностроительного производства. учебники для машиностроительных техникумов. 3 - е изд.,
прераб. и доп. - М. : Высшая школа, 2004. - 488с. 7.
Экономика предприятия. учебник. Под ред. проф. В.Я. Горфинкеля и проф. Е.М. Купрякова.
М:. ЮНИТИ, 1996. 8.
И.И.
Пляскин. Сборник задач по курсу Экономика, организация и планирование машиностроительного производства. учебное пособие для машиностроительных техникумов: М.: Машиностроение, 2004. - 256с. 9.
Л.Н.
Чечевицина Микроэкономика. - Ростов - на - Дону: из - во Феникс,2005. - 384с 10.
Экономика предприятия: учебник для вузов. 15-е изд. Ширенбек Х. 2004 г. 11.
Титешина Т.И., Федоров В.Б. Токарные станки и работа на них - М.: Машиностроение,
1990. - 144с. 12.
Оглоблин А.Н. Основы токарного дела - М. 1995 13.
Белоруссов Н. И. - Электрические кабели, провода и шнуры - Ростов на Дону, 2г. 14.
Аукуционек С., Батяева А. Российские предприятия в рыночной экономике: ожидания и действительность. - М.: Наука, 2.
Технологический
процесс обработки поверхности
Элементы
припуска
Расчетный
припуск 2ZMIN МКМ
Расчетный
размер D мм
Технологический
процесс обработки поверхности
Допуск
Предельные
размеры
Придельные
припуски
акг/мм2
(2.2)
амм/об
ам/мин (2.3)
ам/мин
(2.4)
(2.5)
а<- длина рабочего хода,
мм
амм
(2.6)
амм/об
ам/мин (2.7)
ам/мин
-1 (2.8)
амин-1
амм
Ускоренный
подвод инструмента в т1.
В
0 скоренно
Ускоренный
подвод инструмента в т1.
В
0 скоренно
, кВт (2.9)
акВтакВт
(2.10)
а<- основное время, мин.
а<- вспомогательное время
а<- время на обслуживание рабочего места, мин.
а<- время на отдых, мин
(2.11)
амин
(2.12)
амин - время на становку и снятие детали.
амин - время на измерение штангенциркулем.
амин - время на измерение калибр скоба.
амин - время на измерение калибр пробка.
амин
амин
амин
амин
амин
(3.1)
а<- к.п.д. станка.
,кВт (3.2)
Тиристорный
преобразователь
Тахогенератор
(3.3)
(3.4)
-1 (3.5)
(3.6)
(3.7)
(3.8)
(3.9)
(3.10)
(3.11)
а<- коэффициент движений от величины перерегулирования.
а<- время переходного процесса.
(3.12)
а<%
(5.1)
(5.2)
(5.3)
а
а
а
(5.4)
(5.5)
<
(5.6)
а
а
(5.7)
а
а
(5.8)
Ц действительный фонд времени работы рабочего, час.
(5.9)
а<- потеря рабочего времени, дни
(5.10)
(5.11)
(5.12)
(5.13)
(5.14)
(5.15)
аруб.
(5.16)
а<- масса отходов, кг
(5.17)
а<- масса детали, кг
(5.18)
акг
акг
аруб.
(5.19)
аруб.
(5.20)
аруб.
(5.21))
а<- становленная мощность электродвигателя, кВт
а<- коэффициент,
учитывающий потери в сети 0.9-0.95
а<- коэффициент полезного действия электродвигателя 0.9-0.95
а<- стоимость 1 кВт электроэнергии 1.3 руб.
аруб.
аруб.
а(5.22)
(5.23)
(5.24)
(5.25)
а<- трудоемкость капитального, среднего, текущего ремонтов и осмотра при проведении слесарных ремонтных работ, час.
(5.26)
а<- трудоемкость капитального, среднего, текущего ремонтов и осмотра при проведении станочных ремонтных работ, час.
(5.27)
а<- трудоемкость капитального, среднего, текущего ремонтов и осмотра при проведении прочих ремонтных работ, час.
(5.28)
(5.29)
(5.30)
(5.31)
(5.32)
(5.33)
<- время обработки детали
(5.34)
а<- величина премии
(5.35)
(5.36)
(5.37)
(5.38)
(5.39)
(5.40)
(5.41)
(5.42)
(5.43)
(5.44)
(5.45)
(5.46)
Наименование статей калькуляции
Величина затрат для
ниверсального станка
Величина затрат для
автоматизированного станка (ЧПУ)
(5.47)
(5.48)
(5.49)
(5.50)
(5.51)
(5.52)
(5.53)
(5.54)
(5.55)