П - коэффициент, учитывающий потери от номинального фонда времени на ремонт, в %. П = 6%.

Штучное время на обработку всех детали по основным операциям:

Тогда:

Таблица 25 - Химический состав элемента

Серый чугун технологичный материал, обладающий хорошей жидкотекучестью, малой склонностью к образованию усадочных дефектов по сравнению с чугуном других типов. Из него можно изготовлять отливки самой сложной конфигурации с толщиной стенок от 2 до 500 мм.

В основу стандартизации серого чугуна (СЧ) заложены принципы регламентирования минимально допустимого значения временного сопротивления разрыву при растяжении.

По ГОСТ 1412-85 марка серого чугуна определяется показателем временного сопротивления чугуна при растяжении. Условное обозначение марки включает буквы СЧ - серый чугун и цифровое обозначение величины минимального временного сопротивления при растяжении в МПа·10-1.

Поскольку значения прочности чугуна данной марки в отливке зависят от скорости охлаждения, определяемой толщиной стенки (диаметром) отливки, в стандартах приводятся минимальные значения ?в в отдельно отлитых пробных заготовках других диаметров или сечений из СЧ каждой марки (табл. 26).

Таблица 26 - Стандарт и марка чугуна

Таблица 27 - Механические свойства серого чугуна

Таблица 28 -Область применения серого чугуна

2.2.2 Конструкторский контроль чертежа

Чертёж детали выполнен с достаточным количеством видов, проекций, разрезов, объясняющих её конфигурацию. На чертеже указаны необходимые сведения о массе и материале детали, термической обработке. Все необходимые размеры проставлены.

Но оформление рабочего чертежа в некоторых случаях не соответствует требованиям ЕСКД:

· нанесенные на чертеже детали обозначения шероховатости не соответствуют действующему ГОСТ 2789 - 79;

· разрез Г-Г выполнен неверно, что даёт неправильное понимание детали. Отверстие ?45 не попадает в разрез;

· неправильно обозначены допуска на размеры;

· нерационально размещены дополнительные виды на чертеже.

Для устранения указанных недостатков необходимо внести в чертёж детали соответствующие изменения (табл. 29).

Таблица 29 - Необходимые изменения на чертеже детали

2.2.3 Анализ технических условий

Так как в корпусе находятся вращающиеся детали, то основной нагрузкой является крутящий момент. Деталь подвержена действию агрессивных сред, поэтому заключительной операцией является покрытие корпуса коррозионно-стойкой порошковой эпоксиднополимерной краской ПЭП-61, RAL 4055 BLUALILA ТУ2329-002-00468571-91. Главными поверхностями корпуса являются соосные отверстия, на которых с помощью подшипников закрепляется вал. Основной поломкой детали может быть разрушение, вызванное критической нагрузкой, а так же вследствие вибрации. Для изготовления корпуса применяют серый чугун СЧ 20 ГОСТ 1412-85. Особенность этого чугуна - хорошие литейные свойства.

Эту марку чугуна выбирают для деталей с высокой твёрдостью и износоустойчивостью. К таким деталям и относится корпус.

1) HRC 160...190. Этим требованиям удовлетворяет серый чугун, которому, при прочих физических и химических свойствах, характерны высокие литейные свойства, что позволяет получать отливки сложной формы, и дешевизна изготовления.

Это требование указывается на чертежах изделий подвергшихся термической обработке. Термообработка - отжиг в шахтной электропечи СШО-10.10/10 М1, t=800°С, медленное охлаждение вместе с печью.

2) Точность отливки 12Т-0-0-11 ГОСТ 26645-85.

Точность литых заготовок существенно зависит от метода их получения. Метод получения заготовок для деталей машин определяется назначением и конструкцией детали, видом материала, формой поверхности и размерами детали, техническими требованиями, масштабом и серийностью выпуска, а также экономичностью изготовления. Эта точность соответствует методу получения заготовок литьем в кокиль.

3). Неуказанные литейные радиусы 5мм.

При изготовлении корпуса не должно быть острых кромок, чтобы не происходило выкрашивание частиц металла с острой кромки во время работы узла, что может способствовать преждевременному выходу его из строя.

4). Н14, h14, ±IТ 14/2. В связи с тем, что точность большинства размеров выполнена по 14 квалитету, внесн соответствующий пункт в технические требования.

5) Покрытие наружных и внутренних необработанных поверхностей краска порошковая эпоксиднополимерная ПЭП-61, RAL 4055 BLUALILA ТУ2329-002-00468571-91.

После окончательной обработки наружные и внутренние необработанные поверхности корпуса покрываются специальным антикоррозионным покрытием. Данные условия соответствуют условиям работы корпуса.

2.2.4 Анализ конструкции детали на технологичность

Технологичность конструкции - совокупность свойств конструкции изделия, обеспечивающих возможность оптимальных разовых затрат при производстве, эксплуатации и ремонте для заданных показателей качества, условий изготовления и эксплуатации.

При отработке конструкции на технологичность учитываются качественные и количественные показатели. Технологичность конструкции детали имеет прямую связь с производительностью труда, затратами времени на технологическую подготовку производства, изготовление, технологическое обслуживание и ремонт изделия. Поэтому, проектированию технологического процесса должен предшествовать анализ технологичности ее конструкции и, в необходимых случаях, отработка на технологичность (рис. 34).

Метод получения заготовок для деталей машин определяется назначением и конструкцией детали, видом материала, формой поверхности и размерами детали, техническими требованиями, масштабом и серийностью выпуска, а также экономичностью изготовления.

По ГОСТ 1412-85 марка серого чугуна определяется показателем временного сопротивления чугуна при растяжении. Условное обозначение марки включает буквы СЧ - серый чугун и цифровое обозначение величины минимального временного сопротивления при растяжении в МПа·10-1.

Рисунок 34 - Анализ конструкции детали на технологичность

Таблица 30 - Оценка качественных показателей технологичности конструкции детали

Количественный анализ технологичности конструкции производится по следующим показателям:

1. Коэффициенту унификации конструктивных элементов

,

где - число унифицированных типоразмеров конструктивных элементов;

- число типоразмеров конструктивных элементов в изделии.

.

2. Коэффициенту точности обработки

 ,

где - средний квалитет;

- квалитет;

- число размеров соответствующего квалитета.

,

.

3. Коэффициенту шероховатости

,

где - средний класс шероховатости;

- класс шероховатости;

- число поверхностей соответствующего класса шероховатости

,

.

4. Коэффициенту использования материала

,

где - масса материала, израсходованного на изготовление детали;

- масса детали;

.

5. Коэффициенту использования заготовки

,

где - масса заготовки;

- масса детали;

.

6. Коэффициенту применения типовых технологических процессов

,

где - число применяемых типовых технологических процессов изготовления, контроля, испытания;

- общее число применяемых технологических процессов.

.

1. Коэффициенту применения автоматического и полуавтоматического оборудования

,

где - количество автоматического и полуавтоматического оборудования в технологическом процессе изготовления детали;

- общее количество оборудования, используемого в технологическом процессе изготовления детали;

КАВ.ОБ = 0/4=0.

Полученные коэффициенты сводятся в таблицу и сравниваются с нормальными показателями (табл. 31).

Таблица 31 - Коэффициенты технологичности конструкци

Анализ технологичности показал:

1) Изделие относится к средней точности.

2) Соответственно по коэффициенту количественной оценки технологичности конструкции, изделие относятся к технологичным.

2.2.4 Анализ базового технологического процесса

Базовый техпроцесс состоит из 10 операций.

Оборудование составляют: вертикально-фрезерный, горизотально-расточной, сверлильный и вертикально-сверлильный станки. Самые точные поверхности детали - два отверстия диаметром 35 мм 7 квалитета точности обрабатываются на горизонтально-расточном станке модели 2657.

Станки в малой степени автоматизированы, что дает низкую производительность, увеличивает число рабочих мест и повышает себестоимость изготовления детали. Данные станки обеспечивают требуемую шероховатость и точность обработки, однако мощность электродвигателей станков и их габариты требуют замены на более маломощные и малогабаритные, так же они сложны в обслуживании и сильно устарели. Возможна замена специальными и более производительными станками, например, 2657 на станок с ЧПУ 6441ПКФ4.

Для повышения производительности следует производить обработку одновременно нескольких поверхностей и повысить количество позиций и количество инструментальных головок, т.е. повысить степень концентрации обработки. При анализе схем базирования следует отметить повторение схем базирования. Принципы совмещения баз соблюдаются на всех операциях.

2.2.5 Обоснование выбора технологических баз

Назначение технологических баз является одной из наиболее сложных и принципиальных частей проектирования технологических процессов механической обработки. От правильности выбора технологических баз в большой степени зависят фактическая точность выполнения заданных размеров, правильность взаимного расположения обрабатываемых поверхностей, общая производительность обработки заготовок.

Решая вопросы выбора баз, необходимо стремиться к соблюдению принципов совмещения баз и постоянства баз. Принцип совмещения баз заключается в том, что в качестве технологических баз принимают поверхности, которые являются конструкторскими и измерительными базами. Принцип постоянства баз заключается в том, что для выполнения всех операций обработки заготовки используются одни и те же технологические базы.

При выборе технологических баз руководствуемся общими рекомендациями о том, что технологической базой должна быть по возможности поверхность простейшей формы (плоскость, цилиндрическая поверхность), имеющая размеры, обеспечивающие устойчивость заготовки и простую конструкцию приспособления с удобной установкой, закреплением с отсутствием деформаций заготовки и удобным удалением заготовки из приспособления. Кроме того, для обеспечения точности установки заготовки поверхность технологической базы должна иметь более высокую степень точности и наименьшую шероховатость.

Базы для первых операций выбираются с учётом обеспечения лучших условий обработки поверхностей, принимаемых в дальнейшем в качестве технологических баз. Однако с целью уменьшения погрешностей и увеличения производительности обработки детали нужно стремиться к уменьшению переустановок заготовки при обработке.

При обработке заготовок необработанные поверхности следует использовать в качестве баз только на первой операции, и при дальнейшей обработке использование их не допускается. В качестве технологических баз следует принимать поверхности достаточных размеров, что способствует лучшему закреплению заготовки в приспособлении. Т.к. у заготовки обрабатываются все поверхности, то в качестве технологической базы для первой операции целесообразно принять поверхность с наименьшим припуском, что при дальнейшей обработке исключает возможность появления «чернот» на этой поверхности. Также база для первой операции должна выбираться с учётом обеспечения лучших условий обработки поверхностей, принимаемых в дальнейшем в качестве технологических баз. Наибольшая точность достигается при условии использования на всех операциях механической обработки одних и тех же комплектов баз, т.е. при соблюдении принципа их единства. Особенно важным при чистовой обработке является соблюдение принципа совмещения баз, так как при этом окончательно выдерживается заданная точность детали. При совмещении технологической и измерительной баз погрешность базирования равна нулю. Базы для окончательной обработки должны иметь высокую точность размеров и геометрической формы, а также малую шероховатость поверхности.

На первых операциях следует обработать поверхности, которые могли бы служить базами для последующих операций, такими поверхностями являются верхний торец 1 и большая плоскость 5.

Обработанные поверхности на последующих переходах будут служить измерительной и технологической базами. К тому же верхний торец является основной конструкторской базой. Таким образом, подготавливая в качестве баз для дальнейших операций поверхности 1 и 5, мы обеспечиваем возможность соблюдения принципов совмещения и постоянства баз, что повышает точность обработки детали.

2.2.6 Разработка маршрутного технологического процесса

Проектирование технологических процессов - это сложная многовариантная задача, правильное решение которой требует проведения ряда расчётов и соблюдения ряда рекомендаций, таких как:

1) при определении общей последовательности маршрута обработки рекомендуется сначала обрабатывать поверхности, принятые за технологические базы;

2) после обработки технологических баз обрабатываются остальные поверхности в последовательности, обратной степени точности;

3) необходимо учитывать жёсткость заготовки, т. е. в первую очередь обрабатывать поверхности, при удалении припуска с которых в наименьшей степени снижается жёсткость;

4) заканчивается обработка той поверхностью, которая является наиболее точной и имеет наибольшее значение при эксплуатации;

5) маршрут обработки точных поверхностей делят на три стадии: черновую, чистовую и отделочную.

Основываясь на базовом технологическом процессе, разработаем новый маршрутный технологический процесс.

При проектировании фрезерной операции (040) в первую очередь обрабатываем поверхность, которая будет служить технологической базой для последующих операций.

Затем обрабатываем те поверхности, на которых снимаются большие слои металла (черновые операции) в целях своевременного выявления брака по раковинам и трещинам, т.к. тем самым достигается перераспределение внутренних напряжений заготовки, и она коробится более интенсивно.

Черновые и чистовые обработки выделяем в отдельные операции (переходы).

Отделочные операции производим в самом конце технологического процесса, чтобы уменьшить опасность повреждения чисто обработанных поверхностей.

Переходы располагаем так, чтобы путь менее стойких инструментов был наименьшим.

Фаски и канавки обрабатываются в последнюю очередь, чтобы в наименьшей степени снизить жесткость заготовки.

Технологический контроль назначаем после тех этапов обработки, где вероятно повышенное количество брака.

Последовательность обработки обеспечивает требуемое качество выполнения детали.

Для выполнения данной операции используем горизонтально-расточной станок с ЧПУ 6904ВФ2, т.к. он позволяет выполнить указанные переходы с необходимой точностью, является производительным, имеет достаточную мощность и невысокую стоимость. Режущий инструмент из твёрдого сплава является наиболее производительным и имеет повышенную стойкость, поэтому используем инструмент из твёрдого сплава Т15К6, ВК8, т.к. заготовка из серого чугуна.

Обоснование используемого оборудования

Общие правила выбора технологического оборудования установлены ГОСТ 14.404-73 с учётом типа производства, вида изделия, характера намеченной технологии, возможности группирования операций, максимального применения стандартного оборудования, равномерной загрузки

Выбор станков для проектируемого технологического процесса производится с учётом возможности обеспечения на выбранном оборудовании необходимых размеров, формы и качества обрабатываемых поверхностей после того, как каждая операция предварительно разработана, то есть определены методы обработки поверхности или сочетания поверхностей, припуск на обработку, режущий инструмент, тип производства.

Если эти требования можно обеспечить на различных станках, определяемую модель выбирают из следующих соображений:

1) Соответствие основных размеров станка габаритам обрабатываемых деталей.

2) Соответствие станка по производительности заданному масштабу производства.

3) Возможность работы на оптимальных режимах резания.

4) Соответствие станка по мощности.

5) Возможность механизации и автоматизации выполняемой обработки

6) Наименьшая себестоимость станка.

7) Реальная возможность приобретения станка.

8) Необходимость использования имеющихся станков.

Выбранное оборудование соответствует габаритам заготовки, позволяет обрабатывать заготовку с требуемой точностью. Оборудование соответствует требуемой мощности при обработке, производительности и типу производства.

Горизонтально-расточной станок 2657 имеет низкую стоимость и категорию ремонтной сложности, обеспечивая при этом необходимые режимы обработки. Применение горизонтально-расточного станока с ЧПУ 6441ПКФ4 оправдано, благодаря концентрации операций.

Примем в проект горизонтально-расточной станок с ЧПУ 6441ПКФ4.

Краткая техническая характеристика:

- масса - 5900 кг;

- размер - 2780*2050*1980 мм;

- мощность - 1 кВт;

- максимальная скорость шпинделя - 2000 об/мин;

- минимальная скорость шпинделя - 32 об/мин;

- ЧПУ - Размер-2М;

- наибольшее перемещение по осям X,Y,Z - 500*500*500 мм;

- ширина стола - 400 мм;

- длина рабочей поверхностей стола - 500 мм.

Таблица 32 - Техническая характеристика станка

Рекомендуемые типы станков

Разработка технологических операций

Проектирование технологических операций связано с разработкой их структуры, установлением последовательности переходов, определением возможности их совмещения во времени, разработкой операционных эскизов и схем наладок, расчётом настроечных размеров и ожидаемой точности обработки. В проектирование операции входит уточнение модели станка, выбор технологической оснастки, определение режимов обработки, расчёт норм времени, технико-экономический анализ возможных вариантов построения операций.

При разработке технологических операций производим анализ технологической возможности и экономической целесообразности концентрации переходов путём применения наборов нормального режущего инструмента или специальных комплектов инструментов.

Обработку поверхностей с высокими требованиями по точности и шероховатости выделяем в отдельные операции.

Разработанная операция на горизонтально-расточном станке с ЧПУ 6441ПКФ4 - результат замены расточных операций базового технологического процесса. Ниже приводится технико-экономическое сравнение этих двух вариантов обработки.

Расчёт режимов резания и нормирование операций

Определим режимы резания на 040 операцию (вертикально-фрезерная).

1. Фрезеровать деталь па разметке.

а) Определяем скорость резания.

Т - стойкость инструмента, мин.;

t - толщина срезаемого слоя, мм;

Uтабл. - нормативная скорость;

s - подача, мм/об;

К1, К2, К3 - поправочные коэффициенты.

Т = 300 мин;

t = 2 мм;

Uтабл. = 110 м/мин;

s = 0,3 мм/зуб;

К1 = 1;

К2 = 0,8;

К3 = 0,7.

м/мин.

б) Определяем частоту вращения.

,

где D - диаметр обрабатываемой поверхности, мм.

об/мин.

Определим режимы резания на 050 операцию (вертикально-фрезерная).

Фрезеровать плоскость.

а) Определяем скорость резания.

Т = 300 мин;

t = 2 мм;

Uтабл. = 110 м/мин;

s = 0,3 мм/зуб;

К1 = 1,1;

К2 = 0,7;

К3 = 0,8.

м/мин.

б) Определяем частоту вращения.

об/мин.

Режимы резания на 050 операции идентичны режимам резания на 060, 070 и 100 операциях (вертикально-фрезерных).

Определим режимы резания на 140 операцию (сверлильная).

1.Сверлить 4 отверстия.

а) Определяем скорость резания.

Т = 30 мин;

t = 6 мм;

Uтабл. = 18 м/мин;

s = 0,35 мм/об;

К1 = 1;

К2 = 1,3;

К3 = 1.

м/мин.

б) Определяем частоту вращения.

об/мин.

2.Зенкеровать 4 отверстия.

а) Определяем скорость резания.

Т = 30 мин;

t = 10 мм;

Uтабл. = 20 м/мин;

s = 0,25 мм/об;

К1 = 1;

К2 = 1,3;

К3 = 1.

м/мин.

б) Определяем частоту вращения.

об/мин.

Определим режимы резания на 150 операцию (сверлильная).

1.Сверлить 4 отверстия.

а) Определяем скорость резания.

Т = 20 мин;

t = 3,35 мм;

Uтабл. = 17 м/мин;

s = 0,18 мм/об;

К1 = 1,3;

К2 = 1;

К3 = 1.

м/мин.

б) Определяем частоту вращения.

об/мин.

2.Зенкеровать фаски.

а) Определяем скорость резания.

Т = 20 мин;

t = 0,5 мм;

Uтабл. = 23 м/мин;

s = 0,1 мм/об;

К1 = 1,3;

К2 = 1;

К3 = 1.

м/мин.

б) Определяем частоту вращения.

об/мин.

3.Нарезать резьбу.

а) Определяем скорость резания.

Т = 20 мин;

t = 1,08 мм;

Uтабл. = 10 м/мин;

s = 1,25 мм/об;

К1 = 1;

К2 = 1;

К3 = 1.

м/мин.

б) Определяем частоту вращения.

об/мин.

Определим режимы резания на 160 операцию (вертикально-сверлильная).

1.Сверлить 6 отверстий.

а) Определяем скорость резания.

Т = 20 мин;

t = 1,25 мм;

Uтабл. = 21 м/мин;

s = 0,06 мм/об;

К1 = 1;

К2 = 1,3;

К3 = 1.

м/мин.

б) Определяем частоту вращения.

об/мин.

2.Зенкеровать фаски.

а) Определяем скорость резания.

Т = 20 мин;

t = 0,3 мм;

Uтабл. = 23 м/мин;

s = 0,1 мм/об;

К1 = 1,3;

К2 = 1;

К3 = 1.

м/мин.

б) Определяем частоту вращения.

об/мин.

Проверка выбранных режимов резания по мощности привода главного движения производится по формуле:

,

где NT - табличная мощность резания; ?Т - табличная скорость резания;

КN - поправочный коэффициент на мощность в зависимости от твердости обрабатываемого материала, КN=1,0.

Ни одно из рассчитанных значений не превышает мощности привода главного движения станков. Следовательно, установленные режимы резания по мощности осуществимы.

Определение основного времени токарной обработки на горизонтально-расточном станке с ЧПУ 6441ПКФ4.

,

где li - длина пути, проходимого инструментом, мм.

Переход 4: фрезеровать торец.

мин

Переход 5: подрезать торец.

мин

Переход 6: расточить отверстие.

мин

Переход 8: фрезеровать торец.

мин

Переход 9: расточить отверстия.

мин

Переход 10: расточить отверстия.

мин

Переход 11: расточить отверстия.

мин

Переход 13: фрезеровать торец.

мин

Переход 15: расточить отверстие.

мин

Переход 16: центровать.

мин

Переход 17: сверлить отверстия.

мин

Переход 18: цековать.

мин

мин

Определение вспомогательного времени.

Вспомогательное время на установку и снятие детали Тв = 0,5 мин.

Определение времени организационного и технического обслуживания рабочего места и личные надобности.

Определяются в процентах от оперативного времени.

атех +аорг + аотл = 10%

Определение нормы штучного времени.

,

где Тца - время цикла автоматической работы станка по программе, мин;

,

где Тмв - машинно-вспомогательное время по программе, мин. Тмв=0,55 мин.

мин

мин

мин.

2.2.7 Расчет экономической эффективности вариантов технологического процесса

Вариант №1.

Обработка производится на горизонтально-расточном станке 2657.

1.Первая операция горизонтально-расточная.

Стоимость станка 195000 руб.

Площадь, занимаемая станком - 7,8 м2.

Категория ремонтной сложности - 18.

Мощность двигателя станка - 25 кВт

Объем выпуска деталей - 1500 шт.

Трудоемкость Тшт.к. = 2,124 мин., То = 0,9 мин.

Определим производственную площадь, занимающую станком:

F = Kf * f, где

Kf - коэффициент, учитывающий дополнительную производственную площадь = 3,5;

F1 = 3,5 * 7,8 = 27,3 м2.

Стоимость механической обработки:

С=Сп.з.*Тшт.к./60 руб, где

Сп.з. - часовые приведенные затраты.

Сп.з.=Сз+Сч.з.+Ен*(Кс+Кз) руб/час, где

Сз - основная и дополнительная зароботная плата оператору и наладчику за физический час работы обслуживаемых станков, а также начисления на соцстрах, коп/час;

Сч.з. - часовые затраты по эксплуатации металлорежущего станка;

Ен - нормативный коэффициент экономической эффективности капитальных вложений, для машиностроения Ен = 0,15;

Кс - часовые капитальные затраты в станок, коп/час;

Кз - часовые капитальные затраты в здание, коп/час.

Основная и дополнительная заработная плата оператору и наладчику:

Сз = 1,53 * Ст * Кн * Кц1, где

Кц1 = 8 - масштабно-ценовой коэффициент;

Ст = 72,2 коп/час = 0,722 руб/час - часовая тарифная ставка станочника соответствующего разряда;

Кн - коэффициент, учитывающий зарплату наладчика; если наладка производится самим рабочим, то Кн = 1, в остальных случаях Кн = 1,1…1,5;

1,53 - суммарный коэффициент, учитывающий выполнение норм, дополнительные доплаты и отчисления на соцстрах.

Сз = 1,53 * 72,2 * 1,2 * 8 = 10,5 руб/час.

Часовые затраты по эксплуатации металлорежущего станка:

Сч.з. = Со * Км * Кц8, где

Со - часовые затраты на базовом станке: при 2-х сменной работе для серийного производства Со = 36,3 коп = 0,363 руб;

Кц8 = 10;

Км - машинно-коэфициент, показывающий, во сколько раз затраты, связанные с работой данного станка, меньше чем аналогичные затраты у базового станка.

Км = (4,33 * Ц/1000 + 0,97 * R + 0,55 * Ny)/20, где

Ц - балансовая стоимость станка, определяемая произведением оптовой цены станка на коэффициент 1,10…1,15, учитывающий затраты на транспортирование и монтаж станка;

R - категория ремонтной сложности станка = 18;

Ny - установленная мощность двигателя станка, кВт.

Км = (4,33 * 224250/1000 + 0,97 * 18 + 0,55 * 15)/20 = 50;

Сч.з. = 0,363 * 50 * 10 = 181,5 руб/час.

Капитальные затраты в станок и в задание определяется для серийного производства по следующим формулам:

Кс = Ц * 100 / 3200 = 224250 * 100 / 3200 = 7008 коп/час = 70,08 руб/час;

Кз = Кц6 * 75 * 100 * F / 3200 коп/час, где

Кц6 = 8;

F - производственная площадь, занимаемая станком; с учетом проходов = 14 м2;

Кз = 8 * 75 * 100 * 27,3 / 3200 = 512 коп/час = 5,12 руб/час.

Сп.з. = 10,5 + 181,5 + 0,15 * (70,08+5,12) = 203,3 руб/час;

С = 203,3 * 2,124/60 = 7,197 руб.

В сравниваемых вариантах следует учитывать расходы на эксплуатацию инструмента, станочных приспособлений и расходы на электроэнергию.

Для лезвийного режущего инструмента эти расходы рассчитываются исходя из затрат на эксплуатацию за период стойкости:

Си = Кц4 * Sин * То/Т, где

Sин - стоимость эксплуатации лезвийного инструмента за период стойкости в коп.;

То - основное (технологическое) время данной операции, мин.;

Т - стойкость режущего инструмента, мин.;

Кц4 = 10.

Си.рез.подр. = (10 *25*0,9/2)/120 = 0,94 коп = 0,0094 руб.

Си.рез.прох. = (10 *30*0,9/2)/120 = 1,125 коп = 0,0125 руб.

Си = 0,0094+0,0125 = 0,0219 руб.

Затраты на эксплуатацию специальных станочных приспособлений:

При технико-экономическом сравнении срок окупаемости специальной оснастки принимается обычно 2-3 года и величина расхода определяется в расчете на одну деталь, т.е.:

Спр = Sпр * (А * Кц2 + Б * Кц3) * 100 /Q коп., где

Sпр - стоимость специального приспособления, руб.;

Кц2 = 15;

Кц3 = 10;

А - коэффициент амортизации; при окупаемости в 2 года А = 0,5; при окупаемости в 3 года А = 0,33;

Б - коэффициент, учитывающий расходы на ремонт и хранение приспособления, обычно Б = 0,1…0,12;

Q - объем выпуска детали, шт.

Спр = 17 * (0,5 * 15 + 0,2 * 10) * 100 / 1500 = 6,5 коп = 0,065 руб.

Затраты на электроэнергию определяются:

Расходы силовой электроэнергии зависят от установленной мощности двигателя принятого станка и режимов обработки.

Сэ = Кц5 * Sэ * Nэ * Кз * То / 60 коп., где

Sэ - стоимость 1 кВт.ч. электроэнергии (ориентировочно 2-2,2 коп.);

Nэ - установленная мощность электродвигателя станка, кВт.ч.;

Кз - коэффициент загрузки двигателя станка по мощности ( в зависимости от режимов резания, Кз = 0,5…0,9);

То - основное (технологическое) время на операцию, мин.;

Кц5 = 40;

Сэ = 40 * 2,2 * 25 * 0,6 *0,9/60 = 19,8 коп = 0,198 руб.

После определения всех затрат сравниваемых вариантов рассчитывается технологическая себестоимость каждого варианта по формуле:

Ст = С + Си + Спр + Сэ руб.;

Далее производится окончательный выбор варианта на основе полученных данных:

Ст1 = 7,197 + 0,023 + 0,065 +0,198 = 7,5 руб.

2.Вторая операция расточная.

Стоимость станка 195000 руб.

Площадь, занимаемая станком - 7,8 м2.

Категория ремонтной сложности - 18.

Мощность двигателя станка - 25 кВт

Объем выпуска деталей - 1500 шт.

Трудоемкость Тшт.к. = 1,416 мин., То = 0,6 мин.

Производственная площадь, занимающая станком:

F1 = 27,3 м2.

Основная и дополнительная заработная плата оператору и наладчику:

Сз = 10,5 руб/час.

Машинно-коэфициент:

Км = 50.

Часовые затраты по эксплуатации металлорежущего станка:

Сч.з. = 181,5 руб/час.

Капитальные затраты в станок и в задание:

Кс = 70,08 руб/час;

Кз = 5,12 руб/час.

Часовые приведенные затраты:

Сп.з.= 203,3 руб/час;

С = 203,3*1,416/60 = 4,8 руб.

Расходы на эксплуатацию инструмента:

Си.фрез. = (10 *35*0,6/2)/300 = 0,35 коп = 0,0035 руб.

Си.рез. = (10 *20*0,6/2)/120 = 0,125коп = 0,00125 руб.

Си = 0,0035+0,00125=0,00475 руб.

Затраты на эксплуатацию специальных станочных приспособлений:

Спр = 45 * (0,5 * 15 + 0,2 * 10) * 100 / 2500 = 17,1 коп = 0,171 руб.

Затраты на электроэнергию:

Сэ = 40 * 2,2 * 25 * 0,6 *1,416/60 = 31,2 коп = 0,312 руб.

Технологическая себестоимость:

Ст2 = 4,8 +0,00475 + 0,171 + 0,312= 5,3 руб.

3.Третья операция расточная.

Стоимость станка 195000 руб.

Площадь, занимаемая станком - 7,8 м2.

Категория ремонтной сложности - 18.

Мощность двигателя станка - 25 кВт

Объем выпуска деталей - 1500 шт.

Трудоемкость Тшт.к. = 2,006 мин., То = 0,85 мин.

Производственная площадь, занимающая станком:

F1 = 27,3 м2.

Основная и дополнительная заработная плата оператору и наладчику:

Сз = 10,5 руб/час.

Машинно-коэфициент:

Км = 50.

Часовые затраты по эксплуатации металлорежущего станка:

Сч.з. = 181,5 руб/час.

Капитальные затраты в станок и в задание:

Кс = 70,08 руб/час;

Кз = 5,12 руб/час.

Часовые приведенные затраты:

Сп.з.= 203,3 руб/час;

С = 203,3*2,006/60 = 6,8 руб.

Расходы на эксплуатацию инструмента:

Си.рез. = (10*25*0,85)/120 = 1,8 коп = 0,018 руб.

Си =0,018 руб.

Затраты на эксплуатацию специальных станочных приспособлений:

Спр = 17 * (0,5 * 15 + 0,2 * 10) * 100 / 2500 = 6,5 коп = 0,065 руб..

Затраты на электроэнергию:

Сэ = 40 * 2,2 * 25 * 0,6 * 0,85/60 = 18,7 коп = 0,187 руб.

Технологическая себестоимость:

Ст3 = 6,8 + 0,018 + 0,065 + 0,187 = 7,07 руб.

Ст2657 = 7,5 + 5,3 + 7,07 = 19,87 руб.

Вариант №2.

Обработка производится на горизонтально-расточном

станке с ЧПУ 6441ПКФ4.

Стоимость станка 350000 руб.

Площадь, занимаемая станком - 5,5 м2.

Категория ремонтной сложности - 53.

Мощность двигателя станка - 1 кВт

Объем выпуска деталей - 1500 шт.

Трудоемкость Тшт.к. = 5,546 мин., То = 3,2 мин.

Производственная площадь, занимающая станком:

F1 = 15,75 м2.

Основная и дополнительная заработная плата оператору и наладчику:

Сз = 8,77 руб/час.

Машинно-коэфициент:

Км = 90.

Часовые затраты по эксплуатации металлорежущего станка:

Сч.з. = 326,7 руб/час.

Капитальные затраты в станок и в задание:

Кс =125,78 руб/час;

Кз = 2,95 руб/час.

Часовые приведенные затраты:

Сп.з.= 358 руб/час;

С = 358 *3,2/60 = 19 руб.

Расходы на эксплуатацию инструмента:

Си.фрез. = (10 *35*3,2/4)/300 = 0,9 коп = 0,009 руб.

Си.рез. = (10 *20*3,2/4)/120 = 1,3 коп = 0,013 руб.

Си =0,058 руб.

Затраты на эксплуатацию специальных станочных приспособлений:

Спр = 17 * (0,5 * 15 + 0,2 * 10) * 100 / 2500 = 6,5 коп = 0,065 руб..

Технологическая себестоимость:

Ст6441ПКФ4 = 19+0,058 + 0,065+ 0,079= 19,2 руб.

Определим годовой экономический эффект:

Э = (Ст2657 - Ст6441ПКФ4 )*Q;

Э = (19,87 - 19,2) * 2500 = 1675 руб.

По результатам технико-экономического сравнения двух операций технологического процесса механической обработки можно сделать вывод о том, что применение станка 6441ПКФ4 с ЧПУ экономически выгоднее, чем станка 2657.

Таблица 33 - Технико-экономического сравнения двух операций технологического процесса механической обработки

2.3 Эколого-энергетический раздел

Природоохранная деятельность - необходимое условие производственной деятельности предприятия, целью которой является обеспечение охраны окружающей среды от негативного влияния деятельности человека.

Сведения о текущих затратах предприятия ОАО «НЕФТЕМАШ»-САПКОН на охрану окружающей среды, а также плата за негативное воздействие на нее рассмотрены в таблице 34. Данные представленные в таблице свидетельствуют, что в течение трех рассматриваемых лет общие текущие затраты на охрану окружающей среды имели тенденцию к уменьшению. В течение 2008-2010 гг. основная часть затрат на охрану окружающей природной среды приходится на выплату по охране атмосферного воздуха: 259,1 тыс. руб. и 203,9 тыс. руб. соответственно с тенденцией к уменьшению. Тогда, как 2010 году основные затраты идут на выплату другим предприятиям за прием и очистку сточных вод.

Наблюдается увеличение затрат по охране окружающей среды от отходов производства с 81,5 тыс. руб. в 2008 году до 99,0 тыс. руб. в 2010 году.

Для охраны земельных ресурсов от отходов производства и потребления ОАО «НЕФТЕМАШ»-САПКОН ежегодно в течение трех лет выплатило в среднем 88,9 тыс. руб. другим предприятиям за прием, хранение и уничтожение отходов. Капитальный ремонт основных производственных фондов по охране окружающей среды на предприятии не производился за исследуемый период.

Наибольшая часть платежей, осуществляемых предприятием за допустимые выбросы загрязняющих веществ принадлежит расходам по размещению отходов 299,1 тыс. руб. в 2008 г., 398,2 тыс. руб. в 2009 г. и 479,8 тыс. руб. в 2010 г. Стоит отметить тенденцию увеличения данных платежей в течение 3 лет.

Таблица 34 - Текущие затраты на охрану окружающей среды и экологические платежи

Состав выбросов загрязняющих веществ в окружающую природную среду сведем в таблицу 35. На предприятии выявлено 84, 79 и 65 источников выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух за три года соответственно. Компонентами выбросов являются вещества 29 наименований: в 2008 г. их величина составляла 14,064 тонн/год, в 2009 г. выбросы увеличились до 19,101 тонн/год, и к 2010 г. количество выбросов изменилось лишь на 0,001тонн/год.

Таблица 35 - Состав и структура выбросов вредных веществ в атмосферу

Ээ = 610-87 = 523 тыс. кВт-ч

В стоимостном выражении при тарифе 6 рубля за 1 кВт-ч годовая экономия энергии составит:

В тарном цехе необходимо установить циклон Ц-800 и Ц-675. Промышленная вентиляция в части аспирации (очистки воздуха от пыли) успешно решается в течении десятков лет с помощью применения циклонов. Циклоны предназначены для улавливания вредных веществ (опилок, стружек и т.п.), вырабатывающееся от деревообрабатывающих станков. Также циклоны успешно применяются для удаления пыли, образующейся в ходе обработки металла, пересыпке пищевых средств и т.д. Циклоны и батареи циклонов, как правило, комплектуются бункерами для вывоза опилки или стружки автотранспортом.

Рисунок 35 - Схема обеспыливания в циклонах Ц-800

Таблица 37 - Технические характеристики циклонов типа Ц

Наиболее оптимально является установка Циклона Ц-675 и Ц-800. Величины выбросов сократятся почти в 10 раз.

Таблица 38 - Мероприятия по снижению выбросов

Данные циклоны производит ОАО «Энергомаш», стоимость с НДС циклона Ц-675 - 30 338 руб, Ц-800 - 46 670 руб.

Тогда затраты на покупку и установку циклонов составят 98240,8 руб.

После установки циклонов снизится плотность материала частиц пыли в воздухе снизятся до 200 кГ/м3, уменьшится динамическая вязкость воздуха, кГс/м2, тем самым качество воздуха станет приемлемым для здоровья работающих. На сегодняшний день, в тарном цехе наблюдается текучка кадров из-за неблагоприятных условий работы. Доплаты рабочим за вредность составляют около 4,5 тыс. рублей в месяц. Количество работников - 32 человека. После установки циклонов данную доплату можно снять, так как условия рабочего места примут стандартные параметры. Таким образом, экономическая эффективность от установки циклонов составит:

Э = (снижение платежей +экономия по з/п/ стоимость мероприятий) * 100 %

Э = (4500*12*32+10300) / 98240,8)) * 100 % = 17 %

Далее проследим окупаемость мероприятий:

98240,8 / 36298 = 2,7 года

Таким образом, предприятие получит положительный эффект через 3 года.

Чистый дисконтированный доход составит:

, (18)

где Ri - результаты, достигнутые на i-ом шаге;

Зi - затраты на i-ом шаге;

Е - ставка дисконта;

Т - горизонт планирования.

ЧДД = (2069,54- 5000) - (180 *2) + (2069,54 * 2) * 1 / (1 + 0,1)3 = 1129,5 руб.

2.4 Информационно-технологический раздел

На ОАО «НЕФТЕМАШ»-САПКОН используются следующие информационные технологии и программные продукты:

Windows - семейство операционных систем корпорации Microsoft.

Abbyy finereader -распознавание отсканированного текста - программа для сканера.

Promt - программа переводчик документов.