Расчет и выбор типа электропривода токарного станка

Расчет и выбор типа электропривода токарного станка

Содержание

Введение

1. Общая часть

1.1 Назначение станка

1.2 Техническая характеристика станка

1.3 Описание общего вида станка

1.4 Кинематическая схема станка

2. Технологическая часть

2.1 Выбор типа производства

2.2 Выбор заготовки

2.3 Составление плана обработки

2.4 Расчёт режимов резания и нормирования сверлильной операции

2.5 Составление управляющей программы

3. Конструкторская часть

3.1 Построение нагрузочной диаграммы

3.2 Построение графика потерь электродвигателя

3.3 Обоснование и выбор типа электропривода

4. Исследовательская часть

4.1 Приводы подач и вспомогательные приводы

4.2 Электрические принципиальные схемы

5. Экономическая часть

6. Охрана труда и противопожарная техника безопасности

Заключение

Список используемой литературы

Введение

Целью данного дипломного проекта является расчет и выбор типа электропривода токарного станка. Расчет мощности производится на основании расчетов режимов резания, необходимых для обработки заданной детали типа «Вал».

Актуальность применения автоматизированного электропривода и станков с ЧПУ объясняется тем, что стоять у станка стало не престижно или не выгодно. Поэтому предприниматели вынуждены вкладывать деньги в автоматизированную технику, требующую минимального обучения персонала для производства качественной продукции. Такой техникой являются станки с ЧПУ.

Успешному внедрению автоматизированного электропривода способствует применение комплексных электроприводов, содержащих весь набор согласованных функциональных элементов управляемого автоматизированного электропривода. Все блоки комплектного электропривода размещаются в металлических шкафах, при токах до 1000А охлаждение тиристоров естественное, а при токах более 1000А охлаждение искусственное посредством центробежного вентилятора.

Объектом исследования в данном дипломном проекте является станок и выбранная система автоматизированного электропривода, т. к анализ мирового опыта создания нового и модернизации действующего технологического оборудования показывает высокую динамику развития регулируемых электроприводов. Она обусловлена стремлением к максимальному повышению производительности технологического оборудования и качества производимой продукции. Все ведущие электротехнические корпорации выпускают регулируемые электроприводы комплектно с компьютерными средствами автоматизации в виде гибко программируемых систем, предназначенных для широкого использования.

Окупаемость средств, вложенных в такие системы, является наиболее быстрой.

Можно выделить общие тенденции развития электроприводов, имеющие устойчивый характер:

ѕ постоянно расширяющееся применение регулируемых электроприводов в промышленном оборудовании, транспорте, авиационной и космической технике, медицине, бытовой технике для достижения новых качественных результатов в технологии;

ѕ замена нерегулируемых электроприводов регулируемыми в энергоемком оборудовании (насосы, компрессоры, вентиляторы и т. д. ) с целью энергосбережения;

ѕ распространение блочно-модульных принципов построения электроприводов, информационных средств, средств управления и систем управления в целом;

ѕ динамическая компьютеризация электроприводов, механизмов, агрегатов и комплексов и новая идеология проектирования систем;

ѕ дальнейшее развитие методов каскадного (подчиненного) управления, получивших широкое распространение в электроприводах, и ограничено применяемых к управлению технологическими переменными и интегральными показателями качества обработки, переработки и производства вещества,

ѕ активное развитие и внедрение систем диагностирования, обслуживания, визуализации технологических процессов и процессов управления.

Автоматизация современных теологических объектов сопровождается применением большого числа электромеханических систем, с помощью которых решаются задачи повышения качества продукции и эффективности технологического оборудования. Во всех случаях автоматические системы управления электроприводами следует рассматривать как взаимосвязанные системы, так как в состав технологического оборудования могут входить десятки электроприводов, объединённых по цепям управления, питания и нагрузки. Стремление к энергосбережению в результате замены не регулируемых электроприводов регулируемыми приводит к необходимости рассматривать взаимосвязи электромеханических систем по цепям нагрузки в объектах, для которых ранее такие задачи не ставились. Следует отметить и взаимосвязь выходных переменных электромеханических систем при формировании технологических показателей обрабатываемых изделий, характеризующих их качество. Эта взаимосвязь осуществляется через систему функциональных устройств технологического объекта.

1. Общая часть

1.1 Назначение станка

Станок специальный токарный с ЧПУ модели 16Б16Ф3 предназначен для токарной обработки поверхностей деталей типа тел вращения и валов длинной до 3000 мм с прямолинейными и фасонными поверхностями, точением на станке можно производить растачивание, на резание резьб, в полуавтоматическом цикле.

Станок оснащен устройством числового программного управления (ЧПУ) отечественного производства электроника НЦ-31.

Техническая характеристика и жесткость станков позволяют полностью использовать возможности быстрорежущего и твёрдосплавного инструментов при обработке как черных, так и цветных металлов.

1.2 Техническая характеристика станка

Станок имеет следующие технические данные и характеристики (основные параметры и размеры согласно ТУ2-024-5198-79).

Таблица 1-Техническая характеристика станка

Наименование	Значение
1. Наибольший диаметр устанавливаемого изделия, мм над станиной над суппортом 2. Наибольшая длина устанавливаемой заготовки, мм 3. Наибольшая длина хода суппорта, мм: 4. Наибольшая высота резца устанавливаемого в резцедержателе, мм 5. наличие накопителей инструментов 6. Дискретность задания перемещения, мм 7. Точность позиционирования, мкм по оси Х по оси У 8. Количество управляемых осей координат 9. Количество одновременно управляемых осей координат 10. Предел частот вращения шпинделя, об/мин	360 125 750 700 210 25 головка револьверная 6-и позиционная 0,01или0,005 50 160 2 280…3200
11. Предел рабочих подач суппорта, мм/об по оси Х по оси У 12. . Наибольшая скорость быстрых перемещений суппорта, мм/мин по оси Х по оси У 16. Габаритные размеры станка , мм длина ширина высота Масса станка , кг	0,01-20,47 0,005-10,23 10000-15000 5000-7500 3270 1370 1740 2620

1.3 Описание общего вида станка

Таблица 2-Перечень составных частей станка

№ позиции	Наименование
1 2 3 4 5 6 7	Пульт управления на бабке шпиндельной Панель оперативная ЧПУ (на каретке) Пульт управления на бабке задней Квадрат зажима пеноли Маховик ручного перемещения пиноли Рукоятка переключения пеноли на ручное или механическое перемещение Рукоятка включения упора задней бабки

Описание кинематической схемы станка модели.

Привод главного движения станка состоит из двигателя постоянного тока М1 и шпиндельной бабки.

От шкива электродвигателя М1 вращение передаётся посредством плоскозубчатого ремня на шкив шпиндельной бабки.

Вращение от шкива на шпиндель УП может передаваться посредством зубчатой муфты “напрямую” или через понижающую передачу, состоящую из зубчатых колес. Таким образом, достигается 2 диапазона регулирования скоростей вращения шпинделя. От шпинделя через зубчатые передачи с передаточным отношением 1:1 приводится во вращение фотоэлектрический датчик.

Привод продольных подач состоит из высокомоментного двигателя ВМДz, упругой муфты, передачи винт-гайка качения. В приводе поперечных подач использован высокомоментный двигатель ВМДх, редуктор с беззазорной передачей.

Перемещение пиноли задней бабки осуществляется электроприводом. С вала двигателя М5 вращение передается посредством цилиндрической зубчатой передачи на винт.

Привод резцедержки поворотной обеспечивает поворот и зажим инструментального диска и состоит из асинхронного двигателя М8 упругой муфты, конической передачи червячной передачи и пары торцовых кулачков.

В таблице 3 приведен перечень элементов к кинематической схеме.

Материал	Показатели свойств материалов	Куда входит	Поз. см. рис.7	Число зубьев зубчатых колес или заходов червяков, ходовых винтов	Модуль или шаг, мм	Ширина обода	Материал	Показатели свойств материалов
Сталь 40Х ГОСТ 4543-71 То же То же То же То же Сталь 8ХФ ГОСТ 5950-73 Сталь 9ХС ГОСТ 5950-73 Сталь А40Г-б ГОСТ 1414-75 Бр.ОЦС 5-5-5 ГОСТ 613-79 Сталь 40Х ГОСТ 4543-71 Сталь 9ХС ГОСТ 5950-73 Сталь 8ХФ ГОСТ 5950-73	HRC49,5…57 То же То же То же То же HRC59…63 HRC59…63 HRC59…63 HRC59…63 НВ229…285 Тоже HRC59…63 HRC59…63	Шпиндельная бабка “ “ “ “ “ “ “ “	2 3 4 5 6 7 8 9	64 20(кор) 48 30 48 60(кор) 54(кор) 54 48(	2,75 2 2,5 2 2,75 1,5 2 1,5	20 27 20 8 11 26 12 20 12	Сталь 25ХТГ ГОСТ 4543-71 То же Сталь 40ХФА ГОСТ4543-71 Сталь 40ХФА ГОСТ4543-71 Сталь 25ХТГ ГОСТ 4543-71 Сталь 45-2-а-Т ГОСТ 1050-74 Сталь 25ХТГ ГОСТ 4543-71 Сталь 40Х ГОСТ	Нитроцементировать h 0,5…0,7мм HRC 57…61 То же Азотировать h0,25…0,35мм HV600…670 (HRA78…80) Азотировать h0,25…0,35мм HV600…670 (HRA78…80) Нитроцементировать h 0,5…0,7мм HRC 57…61 HRC49,5…53,5 Нитроцементировать h 0,5…0,7мм HRC 57…61 HRC49,5…53,5

2.Технологическая часть

2.1 Выбор типа производства

Тип производства - классификационная категория производства, выделяемая по признакам широты номенклатуры, регулярности, стабильности и объёма выпуска продукции. Машиностроение различает условно три основных типа производства: единичное, серийное, массовое.

В соответствии с ГОСТ 31108 - 74 тип производства характеризуется коэффициентом операций. Так как К3.оп, в начальный момент проектирование не возможно, то для предварительного выбора типа производства используют годовой объём выпуска и массу детали (табличные данные).

Исходя, из заданной программы и размеров детали принимаем средний
серийный тип производства.

Серийное производство является основным типом современного машино-

ѕ строительного производства и характеризуется ограниченной номенклатурой

ѕ изделий, изготавливаемых периодически повторяемыми партиями. Оно занимает промежуточное положение по всем технологическим и производственным характеристикам между единичным и массовым производствами.

В серийном производстве технологический процесс изготовления изделий преимущественно дифференцирован.

Тип производства определяет характер применяемого оборудования и порядок его расстановки на участке, используемые при этом технологические оснастки (приспособления, режущий и измерительный инструмент), методы работы на станках, соблюдение взаимозаменяемости при обработке и сборке, квалификацию рабочих, трудоёмкость и себестоимость выпускаемой продукции.

Для серийного типа производства деталей следует использовать:

ѕ На ряду с универсальным оборудованием станки с ЧПУ и специальные;

ѕ Заготовку с оптимальными припусками на механическую обработку;

ѕ Среднюю квалификацию рабочих;

ѕ Конструкцию специальных приспособлений с механизированными приводами.

В зависимости от объёма выпуска и особенностей изделий обеспечивается полная взаимозаменяемость.

Выбор заготовки.

2.2.1 Расчёт припусков и межоперационных размеров

Припуском на механическую обработку называется слой металла, подлежащего удалению в процессе обработки. Припуск назначается на все поверхности, подлежащие обработке с целью удаления дефектного поверхностного слоя, пространственных отклонений и получения нужной степени точности и чистоты.

Величина припуска влияет на себестоимость детали, поэтому для снижения себестоимости надо стремиться к уменьшению припусков. Припуск должен быть таким, чтобы его было достаточно для обеспечения хорошего качества обработки детали, а с другой стороны величина припуска должна способствовать обеспечению минимальной себестоимости.

Величину общего припуска определяем исходя из методов получения заготовки.

Определение припусков табличным методом.

Определение припусков табличным методом.

Определение массы детали.

mд= г() (1)

г - удельный вес стали 0,0078 кг/см3, D1 …D5 - диаметральные размеры шеек вала;

L1 …L5 - линейные размеры шеек вала;

mд = 0,0078 (кг) Выбор метода получения заготовки.

Принимаем метод получения заготовки - штамповка.

Определение массы заготовки

Мп.р. = mд · Кр. (2)

где,. Мп.р - расчетная масса поковки (кг);

mд - масса детали (кг);

Кр - расчетный коэффициент, устанавливаемый в соответствии с таблицей 9; Кр = 1,3 [11, таблица. 9 стр. 12].

Мп.р. =3,6 · 1,3 =4,68 (кг).

Определение сложности штамповки.

С = Мп.р /Qп.ф. (3)

C - сложность штамповки;

М п.р - расчетная масса поковки (кг);

Qп.ф. - масса простой фигуры.

Qп.ф. = г · ((р · D2max/4) · Lmax) (4)

Dmax - максимальный размер детали в поперечном отношении;

Lmax - максимальный размер детали в продольном отношении.

Qп.ф = 0,0078 · (3,14 · 7,42 /4) ·20,5) = 6,87 (кг).

С = Мп.р /Qп.ф. = 4,68/6,87 = 0,68

Принимаем С1, так как 0,63 < C1 <1 [11, пункт 3.6. стр. 11]

Определение жесткости детали

L/dnd. 10 …12.

205/51 10 …12 - вал жесткий.

Определение класса точности изготовления заготовки [11, таблица 8, стр. 11]

Принимаем Т4

Определение группы стали - [11, таблица 1, стр. 5]

Принимаем М2.

Определение исходного индекса - [11, таблица 2,3. стр. 6-7]

Принимаем исходный индекс - 11.

Определение припуска на диаметральные размеры - [11, таблица 4, стр. 8-9, таблица 6. стр. 10].

Таблица 4-Припуски на диаметральные размеры.

Обрабатываемые поверхности	Припуск мм.	Допуск, мм.	Размеры заготовки
		В.Д. (+)	Н.Д. (-)
74 h11	2(0,8+1,7)= 5	+1,4	- 0,8	79
54 h6	2(0,8+1,9)= 4,6	+1,4	- 0,8	58,6
40js6	2(0,8+1,9)= 4,6	+1,4	- 0,8	44,6
(М361,5-8g ) 35,85 h6	2(0,8+1,6)= 4	+1,3	- 0,7	39,85

Припуск на линейные размеры, [1, таблица 4, стр. 8-9, таблица 6. стр. 10].

Таблица 4-Припуски и операционные размеры.

Наименование операции по поверхностям обработки	Припуск на диаметр, мм	Операционный размер	Допуск	Класс шероховатости
1	2	3	4	5

Поверхность 74 h11

Заготовительная	5	79	2.2
Черновая	3.5	75.5h12 (-0,3)	0,3
Чистовая	1,5	74 h11 (-0,19)	0,19

Поверхность 54 h6

Заготовительная	4.6	58.6	2.2
Черновая	2,7	55,09 h12 (-0,3)	0,3
Чистовая	1,5	54,4 h11 (-0,19)	0,19
Шлифовальная	0,4	54 h6	,019

Поверхность 40js6

Заготовительная	4,6	24.2	2,2
Черновая	2,7	41.9h12 (-0,25)	0,25
Чистовая	1,5	40.4h11	0,16
Шлифовальная	0,4	40js6	0,006

Поверхность 35.85

Заготовительная	4	39.85	2.0
Черновая	2.5	37.35h12 (-0,25)	0,25	12,5
Чистовая	1,5	35.85 (-0,26)	0,26

2.2.2 Метод получения заготовки

Выбор заготовки является важным этапом при проектировании Т.П.

Выбрать заготовку-это значить установить способ её получения, наметить припуски на обработку, рассчитать размеры заготовки и указать допуски на неточность её изготовления.. Выбирая заготовку необходимо стремится к тому, чтобы форма и размеры детали как можно ближе приближались к размерам готовой детали.

В качестве исходных данных при выборе способа получения заготовки используют - размеры и вес материала обрабатываемой детали, ёё конфигурацию, назначение и условия эксплуатации, тип производства и экономичность изготовления заготовки.

В качестве заготовки принимаем штамповку. Горячая штамповка выполняется на молотах в открытых штампах. С целью повышения точности размеров и улучшения качества поверхности штамповок применяют горячую штамповку, при которой ограничено окалинообразование. Этот способ применяют для штамповок в серийном производстве.

Составление плана обработки.

Таблица 5-Маршрут обработки.

№ операции	Наименование операции.	Оборудование.	Мощность
000	Заготовительная.
005	Фрезерно-центровальная	МР-71	7,0
010	Токарная с ЧПУ	16Б16Ф3	11
015	Токарная с ЧПУ	16Б16Ф3	11
020	Зубофрезерная	5К32	7,5
025	Шлицефрезерная	5350	7,5
030	Фрезерная	6М82Г	4
035	Круглошлифовальная	3Д161	3,0
040	Слесарная.	Верстак слесарный.
045	Моечная.	Машина моечная.
050	Контрольная.	Стол контрольный.

Расчёт режимов резания и нормирования токарной операции

1,1) Определение длины рабочего хода Lр.х.:

Lр.х.=L.+у (5)

где L.- длина резания;

L=204,7мм.

у=4 мм [П5,с.7,т.2] - длина подвода, врезания.

Lр.х.=204,7+4=208,7 мм

1.2) Определение глубины резания t:

t=мм

1.3) Определение подачи.

S=0.5 мм/об

1.4) Определение скорости резания Vрез.:

Vр= (6)

где Tp=120 мин. - стойкость инструмента [П5,с.13,т.9]

t=2,4 мм

Cv=350; Х=015; у=0,35; m=0.2.

КV=КMVКNVКMКTКmCККr

КMV -Учитывает влияние материала заготовки

КMV= Кr ()nv (7)

КMV =1()=1.4

КNV- Учитывает влияние состояния заготовки

КNV=08 [П16стр263 Таб.6]

КTu=2 [П16стр264 Таб.7]

Tmu=T* Кmu=60*2=120 мин

Кuv- Учитывает влияние инструментального материала

Кuv=0,65 [П16стр265 Таб.8]; Кr=1 [П16стр263 Таб.6];

КM=1 [П16стр264. Таб.7];

К=0,75 [П16стр271 Таб.18]

КV=

Vр= м/мин

1,5) Определение числа оборотов

n= (8)

n1=об/мин

n2=об/мин

n3=об/мин

Корректируем по паспорту станка:nпасп=630об/мин [П5 стр.119] 1,6) Определение фактической скорости

Vф= (9)

Vф1==79 м/мин

Vф2=м/мин

Vф3=м/мин

1,7) Определение мощности

N=Pz* Vф/1020*60 (10)

Pz-Сила резания

Pz=10CptxSy VфКр

Cp=300; x=1; y=0,75; n= -0,15[П16,с.281,т.32].

Кр=КMpКpКpКTКrpKp (11)

kmv=

ув=750 МПа [П16,с.262,т.3].

kmv=

Кp=0,89; Кp=1.1; Кrp=0,87; Kp=1,08 [П16,с.265,т.13].

Pz=103002.40,50,75116-0,150.88=1900,8 (н)

N= (кВт) (12)

N= (кВт)

1,8) Определение основного времени

Та1= (13)

Та1=мин

2) Определение режимов резания при чистовом точении.

2.1) Определение длины рабочего хода Lр.х.:

Lр.х.=L.+у (14)

где L.- длина резания;

L=181мм.

у=4 мм [П5,с.7,т.2] - длина подвода, врезания.

Lр.х.=181+4=185 мм

2.2) Определение глубины резания t:

t= мм (15)

2.3) Определение подачи.

S=0.35 мм/об

2.4) Определение скорости резания Vрез.

Vт=132 м/мин [П5,с.26,т.27].

Vр= Vтk1k2k3 (16)

k1=1; k2=1; k3=1

Vт=132111=132 м/мин

2,5) Определение числа оборотов

n= (17)

n1=об/мин

n2=об/мин

n3=об/мин

Корректируем по паспорту станка

nпасп=630 об/мин [П5 стр.119]

2,6) Определение фактической скорости

Vф= (18)

Vф1== 73,8 м/мин

Vф2== 82,8 м/мин

Vф3==108,9 м/мин

2,7) Определение основного времени

Та2= (19)

Та2= мин

3) Определение режимов резания при точении канавки

3.1) Определение длины рабочего хода Lр.х.:

Lр.х.= (20)

Lр.х1.= мм

Lр.х2.= мм

3.2) Определение глубины резания t:

t=b=3 мм

3.3) Определение подачи.

S=0.06 мм/об

3.4) Определение скорости резания Vрез.

Vт1=73 м/мин [П5стр.30].

Vт2=73 м/мин [П5стр.30].

3.5) Определение числа оборотов

n= (21)

n1= об/мин

n2= об/мин

nпасп=280 об/мин [П5 стр.119]

3,6) Определение фактической скорости

Vф= (22)

Vф1== 48 м/мин

Vф2== 69,4 м/мин

3,7) Определение основного времени

Та3= (23)

Та3= мин

4) Определение режимов резания при точении канавки

4.1) Определение длины рабочего хода Lр.х.:

Lр.х.= (24)

Lр.х.= мм

4.2) Определение глубины резания t:

t=b=4 мм

4.3) Определение подачи.

S=0.05 мм/об

4.4) Определение скорости резания Vрез.

Vр=73 м/мин [П5стр,19].

4,5) Определение числа оборотов

n= (25)

n= об/мин

nпасп=500 об/мин [П5 стр.119]

4,6) Определение фактической скорости

Vф= (26)

 Vф1== 63,4 м/мин

4,7) Определение основного времени

Та4= (27)

Та4= мин

5) Определение режимов резания при на резании резьбы

5.1) Определение длины рабочего хода Lр.х.:

Lр.х.=L.+у (28)

у =4 мм

Lр.х.=16+4=20 мм

5.2) Определение глубины резания t:

(29)

мм

5.3) Определение подачи.

S=1.5 мм/об

5.4) Определение скорости резания Vрез.

Vр=30….40 м/мин

Vр=40 м/мин

5,5) Определение числа оборотов

n= (30)

n= об/мин

nпасп=300 об/мин

5.6)Определение основного времени

Та5 (31)

Та5= мин

6)Определение общего автоматического времени:

Та=Та1+Та2+Та3+Та4+Та5 (32)

Та=0,66+0,83+3,5+0,2+0,04=5,23 мин.

14.3. Расчёт норм времени:

1) Определение вспомогательного времени:

Тва=(0,06+0,04+0,02)5+0,1=0,7 мин.

2) Определение общего времени:

То=Та+Тва (32)

То=5,23+0,7=5,93 мин.

3) Определение вспомогательного времени:

Тв=(Тв уст+Топ+Тизм)*ktb (33)

ktb=0,87;

Тв уст=0,28(мин) [П6,с.9,т.1];

Тв изм=0,07+0,05+0,05+0,092+0,05+0,07=0,432 (мин).

Топ=0,04+0,03+0,04+0,25+0,045+0,15()=1,26 (мин)

М361,5 Кольцо резьбовое Т=0,23 (мин)

35,85 Резьбовая скоба Т=0,07 (мин)

33,8h14 Шаблон простой формы Т=0,155 (мин)

40,4h11 Шаблон простой формы Т=0,155 (мин)

39h14 Шаблон простой формы Т=0,155 (мин)

54.4h11 Шаблон простой формы T=0.22 (мин)

16H14 Шаблон простой формы T=0.06 (мин)

55H14 Шаблон простой формы T=0.07 (мин)

24h14 Шаблон простой формы T=0.06 (мин)

245° Шаблон линейный двухсторонний Т=0,047 (мин)

2,545° Шаблон линейный двухсторонний Т=0,06 (мин)

Тизм=Тв изм*k (34)

Тизм=0,484 мин. - не учитывается, т.к. То>Тизм (1,11>0,48);

Тв=(0,28+1,26)0,87=1,34 (мин).

4) Определение штучного времени:

Тшт=()() (35)

Тшт==7,9 (мин).

5) Определение подготовительно-заключительного времени Тп.з.:

Тп.з.=7+2+3+4+0,85+0,511+0,416=31,9 (мин).

Составление управляющей программы.

Маршрут обработки:

1.Подрезать торец и точить поверхности предварительно.Т1- резец, черновой --(Т15К10)-проходной, упорный.

n=630 об/мин; Код S630

S=0,5 мм/об; Код F50

2.Точить поверхности чисто. Т2- резец чистовой (Т15К6)- проходной, упорный.

n=630 об/мин; Код S630

S=0,35 мм/об; Код F35

3.Точить канавку. Т3- резец канавочный (b=4).

n=280об/мин; Код S280

S=0,06 мм/об; Код F6

4.Точить канавку. Т4- резец канавочный (b=3).

n=500об/мин; Код S500

S=0,05 мм/об; Код F5

5. Нарезать резьбу. Т5-резец резьбовой.

n=300 об/мин; Код S300

S=1,5 мм/об; Код F15

Таблица 6-Координаты опорных точек для чернового прохода, инструмент Т1.

№ точек	Х	Z
1	37,35	1
2	37,35	-16
3	41,9	-16
4	41,9	-55
5	55,09	-55
6	55,09	-181
7	81	-181

Таблица 7-Координаты опорных точек для чистового прохода, инструмент Т2

№ точек	Х	Z
8	31,85	1
9	31,85	0
10	35,85	-2
11	35,85	-16
12	40,4	-16
13	40,4	-55
14	49,64	-55
15	54,4	-57,2

16 54,4 -181

17	70	-181
18	79	-185,5
19	81	-185,5

Таблица 8-Координаты опорных точек для точения канавок, инструмент Т3

№ точек	Х	Z
20	56,04	-55
21	39	-55
22	56,04	-55

24	53	-181
25	81	-181

Таблица 9-Координаты опорных точек для точения канавок, инструмент Т4

№ точек	Х	Z
27	42,4	-16
28	33,8	-16
29	42,4	-16

Управляющая программа:

N1 T1 (подготовка к работе 1-го инструмента)

N2 M3 (вращение шпинделя по часовой стрелке)

N3 M40 (верхний диапазон)

N4 S630 (код скорости n=630 об/мин)

N5 G95 (мм/об)

N6 F50 (код подачи S=0,5 мм/об)

N7 М8 (вкл.СОЖ)

N8 ~x3735* (х.х в точку 1 по 2-м координатам одновременно)

N9 z100

N10 z-1600 (рабочая подача в точку 2)

N11 x4190 (рабочая подача в точку 3)

N12 z-5500 (рабочая подача в точку 4)

N13 x5509 (рабочая подача в точку 5)

N14 z-18100 (рабочая подача в точку 6)

N15 х8100 (рабочая подача в точку 7)

N16 ~x20000* (х.х в исходную точку по двум координатам одновременно)

N17 z20000

N18 T2 (подготовка к работе 2-го инструмента)

N19 M3 (вращение по часовой)

N20 S630 (код скорости n=630 об/мин)

N21 G97 (об/мин)

N22 ~х3185* (х.х. в точку 8 по 2-м координатам одновременно)

N23 z100

N24 z0 (рабочая подача в точку 9 подход к контуру)

N25 х3585 -45° (рабочая подача в точку 10 фаска 2?45°)

N26 z-1600 (рабочая подача в точку 11)

N27 х4040 (рабочая подача в точку 12)

N28 z-5500 (рабочая подача в точку 13)

N29 x4904 (рабочая подача в точку 14)

N30 z-5750 +45° (рабочая подача в точку 15 фаска 2.2?45°)

N31 z-18100 (рабочая подача в точку 16)

N32 x7000 (рабочая подача в точку 17)

N33 x7900 -45° (рабочая подача в точку 18)

N34 x8100 (рабочая подача в точку 19)

N35 ~x20000* (х.х в исходную точку по двум координатам одновременно)

N36 z20000

N37 T3 (подготовка к работе 3-го инструмента)

N38 S280 (код скорости n=280 об/мин)

N39 G97 (об/мин

N40 F6 (код подачи S=0,06 мм/об)

N41 ~х5604* (х.х. в точку 20 по 2-м координатам одновременно)

N42 z-5500

N43 x3900 (рабочая подача в точку 21)

N44 x5604 (рабочая подача в точку 22)

N45 ~x8100 (x.x. в точку 23)

N46 z-8100

N47 x5300 (рабочая подача в точку 24)

N48 x8100 (рабочая подача в точку 25)

N49 ~x20000* (х.х в исходную точку по двум координатам одновременно)

N50 z20000

N51 T4 (подготовка к работе 4-го инструмента)

N52 S500 (код скорости n=500 об/мин)

N53 G97 (об/мин)

N54 F5 (код подачи S=0,05 мм/об)

N55 G95 (мм/об)

N56 ~x4240 (x.x. в точку 27)

N57 z-1600

N58 x3380 (рабочая подача в точку 28)

N59 x4240 (рабочая подача в точку 29)

N60 ~x20000* (х.х в исходную точку по двум координатам одновременно)

N61 z20000

N62 T5 (подготовка к работе 5-го инструмента)

N63 G97 (об/мин)

N64 S300 (код скорости n=300 об/мин)

N65 G95 (мм/об)

N66 F15 (код подачи S=1.5 мм/об)

N67 ~x5200*

N68 z300

N69 G31 (резьба резцом)

N70 х3600* (наружный d резьбы)

N71 z-1750* (длина)

N72 F150* (шаг)

N73 P90*

N74 P20

N75 ~x20000* (х.х в исходную точку по двум координатам одновременно)

N76 z20000

N77 M9 (выкл. СОЖ)

N78 M5 (стоп шпиндель)

N79 M30 (конец программы)

Таблица 10-Режимы резания, моменты, мощности электродвигателя и автоматическое время

№ поверхности	Lр.х., мм	d, мм	t, мм	S0, мм/об	Vф, м/мин	nпас об/мин	F, Н	Pzi, Н	M, Н*м	Pд, кВт	Tа, мин
1	16	37,35	1,4	0,5	79	630	1900,8	1,3	35497,4	1,52	0,05
2	39	41,9	1	0,5	88	630	1900,8	1,45	39114	1,7	0,12
3	126	55,09	1,2	0,5	116	630	1900,8	1,91	52357,5	2,24	0,4

М= Fzi*d/2 (36)

M1=1900,8*37,35/2=35497,4

M2=1900,8*41,9/2=39114

M3=1900,8*55,09/2=52357,5

Для построения нагрузочной диаграммы двигателя рассчитываем вспомогательное время по формуле:

Тв= Туст+ Тупр (37)

где - Туст время на установку; Тв=0,28+0,432=0,712 (мин);

Строем нагрузочную диаграмму двигателя (рис. 2.), для этого рассчитаем мощность холостого хода станка по формуле:

Р0=а*Рд max (38)

где а=0,15 - коэффициент постоянных потерь электродвигателя;

Рд max - максимальная мощность двигателя из таблицы 8. Р0=0,15*2,24=0,34

Определяем среднюю мощность двигателя за цикл по формуле:

Рд. ср.=У(Рдi*Тi)/Тц (39)

Рд. ср=0,34*0,712+1,52 *0,05+1,7*0,12+2,24*0,4/0,712+0,05+0,12+0,4=1,12(кВт).

Задаёмся мощностью станка:

Рд=(1,2?1,3) *Рд.ср. (40)

Рд=1,2*1,12=1,3 (кВт)

Выбираем двигатель типа ПБСТ-23.

Построение графика потерь электродвигателя. Потери в двигателе на каждой обрабатываемой поверхности определяется по формуле:

?Рд=Р*((1/з)-1) (41)

где ?Рд - потери мощности определяемые на каждое отверстие.

?Рд1=1,3*((1/0,85)-1)=0,22 (кВт); ?Рд2=1,45*((1/0,85)-1)=0,25 (кВт); ?Рд3=1,91*((1/0,85)-1)=0,32 (кВт).

Данные расчётов сводим в таблицу 9.

Таблица 11. Потери в электродвигателе.

Параметры	Обрабатываемые поверхности
	1	2	3
d,мм	37,35	41,9	55,09
з	0,85	0,85	0,85
?Рд, кВт	0,22	0,25	0,32

Мощность потерь на холостом ходу определяется по формуле:

?Р0=Р0*((1/з)-1) (42)

?Ро=0,34*((1/0,85)-1)=0,06 кВт.

?Рд1=1,52*((1/0,85)-1)=0,26 (кВт);

?Рд2=1,7*((1/0,85)-1)=0,29 (кВт).

?Рд2=2,24*((1/0,85)-1)=0,38 (кВт).

Определяем средние потери двигателя за цикл по формуле:

?Рд.ср.=(?(?Рд.i*Ti))/Tц (36)

?Рд.ср=0,06*0,712+0,26*0,05+0,29*0,12+2,24*0,4/0,712+0,05+0,12+0,4=0,18 (кВт).

Вывод: данные расчётов показывают, что на данном станке можно обрабатывать деталь «Вал» с наименьшими потерями.

Обоснование и выбор типа электропривода.

Выбор типа регулируемого электропривода определяется совокупностью их технико-технических показателей, основными из которых являются:

ѕ весогабаритные показатели;

ѕ надёжностные показатели;

ѕ показатели, связанные с эксплуатационными расходами, в составе которых учитываются расходы на обслуживание и оплату электроэнергии.

Кроме того, для станков следует учитывать широкий диапазон регулирования скорости (для привода главного движения диапазон доходит до 1000).

Электроприводы постоянного и переменного тока находятся в постоянной конкуренции друг с другом в зависимости от уровня развития машиностроения. Современный уровень развития электрических машин и силовых вентильных преобразователей позволяет использовать для приводов станков электропривод как постоянного, так и переменного тока. Дадим краткую оценку различным типам электроприводов.

Электропривод постоянного тока строится с использованиём тиристорных преобразователей, получающих питание от сети переменного тока, с фазовым регулированием среднего значения выходного напряжёния. Отечественная промышленность выпускает ряд серий комплектных электроприводов постоянного тока, как общепромышленого назначения, так и станочного назначения. В свою очередь в течение 10-15 лет появились новые марки электродвигателей постоянного тока с улучшенными динамическими и моментными характеристиками. Учитывая этот факт, что современная промышленность отработала и довела до важной степени надёжности вентильную часть комплекта электропривода, снизив до минимума их весогабаритные показатели; при определённом усложнении управляющей части, такие системы получили наибольшее применение в промышленности. Поскольку быстродействие тиристорного электропривода жёстко частотой питающего напряжения и ограничивается пульсностью системы преобразователя, существенное повышение быстродействия тиристорного электропривода может быть построена на системе импульсной модуляции, такие системы также эксплуатируются, однако широкому их распространению препятствует двукратное преобразование энергии и следовательно низкий КПД и проблемы, связанные с принудительной коммутацией тиристоров в случае средних и больших мощностей.

Вместе с тем слабым узлом регулируемого электропривода постоянного тока, несмотря на существенно высокий уровень надёжности современных двигателей постоянного тока, является наличие механического коммутатора-коллектора с присущими ему недостатками (искрение и необходимость частой чистки). Поэтому развитие полупроводниковой техники регулирования привело к созданию не конкурентоспособных по отношению к приводу постоянного тока образцов частотно-управляемых короткозамкнутых асинхронных приводов.

Использование в этой области тиристоров не позволило до последнего времени создать систему требуемого уровня надёжности, и если сам асинхронный двигатель является весьма надёжным элементом электроприводов (по этому показателю он вне конкуренции), то тиристорные преобразователи часто имеют очень большой вес, габариты и стоимость при не удовлетворительных надёжностных показателях. Освоение промышленностью транзисторных коммутирующих элементов нового поколения - силовых транзисторов полевого типа позволяет успешно решить и эту задачу.

На рынке техники регулирования появились малогабаритные преобразователи частоты иностранных фирм (японские, шведские, голландские), построенные по принципу широтно-импульсной модуляции входного напряжения.

Они обеспечивают возможность регулирования скорости станочных приводов в требуемом диапазоне.

В отечественной промышленности известны лишь отдельные опытно- конструкторские разработки этих систем, которые требуют доводки, доработки и модернизации промышленности.

Таким образом, наиболее рациональным электроприводом для сверлильного станка следует признать резисторный электропривод постоянного тока.

4.Иследовательская часть

4.1 Приводы подач и вспомогательные приводы

Назначение:

Агрегат однофазный тиристорный реверсивный ТЕР8 предназначен для преобразования переменного однофазного напряжения в постоянное регулируемое реверсивное и используется для питания цепей якоря двигателей постоянного тока и цепей (обмоток) возбуждения машин постоянного тока. Структурная схема автоматизированного электропривода типа ТЕР8 представлена в графической части дипломного проекта на листе 6.

Состав агрегата

ѕ блок силовой тиристорный (БСТ);

ѕ блок фазового управления тиристорами (БФУ);

ѕ блок логики (БЛ);

ѕ блок управляющего устройства (БУ);

ѕ блок питания (БП);

ѕ блок возбуждения тахогенератора (БВТ);

ѕ сглаживающий дроссель (L).

Устройство и работа.

Агрегат представляет собой комплекс блоков выдвижного типа, расположенных в одном открытом каркасе. Блоки соединяются со схемой при помощи штепсельных разъемов.

Сглаживающий дроссель выполнен отдельным конструктивным элементом.

Принцип работы агрегата основан на свойстве тиристоров менять в широких пределах среднее значение выпрямленного напряжения путём задержки времени их открывания по отношению к началу положительной полуволны питающего переменного напряжения.

Схема управления агрегата построена по принципу раздельного управления двумя комплектами тиристоров «Вперед» (VВ) и «назад» (VН) с использованием одного комплекта БФУ, а также нереверсивного полупроводникового усилителя У2.

Для осуществления переключений каналов регулирования предусмотрены логические ключи SВ1, SВ2, SН, SH2. Ключи SВ1 и SH1 предназначены для подключения управляющих импульсов с выхода БФУ к соответствующему комплекту тириcторов. Ключи SВ2 и SН2 составляют реверсирующий элемент (РЭ) и преобразуют реверсивный управляющий сигнал +?U в однополярный сигнал для управления нереверсивным усилителем.

Управление ключами осуществляется БЛ, который переключает их в зависимости от полярности сигнала ?U с блокировками по току силовой цепи и по напряжению на выходе полупроводникового усилителя.

Работа агрегата. В исходном состоянии задающее напряжение Uз = 0, ключи заперты, управляющие импульсы на тиристорах отсутствуют, выпрямленное напряжение Ud= 0.

При появлении задающего напряжения определенной полярности на выходе задатчика скорости R3C возникает сигнал ±?U = ±U3±Uoc. (Uoc -напряжение обратной связи), который поступает на РЭ.

РЭ преобразует реверсивный сигнал ±?U в однополярный сигнал ?U, который поступает на вход нереверсивного усилителя У2.

Реверсивный сигнал ±?U поступает также на вход БЛ, например В ("Вперед"). Блок подает команду на включение SВ1 и SВ2. Далее сигнал ?U через SВ2 попадает на вход усилителя У2, который воздействует на вход БФУ, а через ключ SВ1 сигнал попадает на комплект тиристоров VВ. С выхода БФУ начинают поступать управляющие импульсы, а на выходе агрегата появляется напряжение Ud. Происходит разгон двигателя.

БЛ удерживает в состоянии «Вперёд» за счет блокировок по выходному напряжению усилителя UУ и по току главной цепи Id, поступающего в БЛ с датчика контроля тока, Сигнал же ?U осуществляет только начальное переключение БЛ в переходных режимах. При работе в установившемcя режиме величина ?U равна U3-Uoc очень мала.

Для осуществления переключений каналов регулирования предусмотрены логические ключи SВ1, SВ2, SН, SН2. Ключи SВ1 и SН1 предназначены для подключения управляющих импульсов с выхода БФУ к соответствующему комплекту тиристоров. Ключи SВ2 и SН2 составляют реверсирующий элемент (РЭ) и преобразуют реверсивный управляющий сигнал +?U в однополярный сигнал для управления нереверсивным усилителем.

Управление ключами осуществляется БЛ, который переключает их в зависимости от полярности сигнала ?U с блокировками по току силовой цепи и по напряжению на выходе полупроводникового усилителя.

Работа агрегата. В исходном состоянии задающее напряжение U3= 0, ключи заперты, управляющие импульсы на тиристорах отсутствуют, выпрямленное напряжение Ud= 0.

При появлении задающего напряжения определенной полярности на выходе задатчика скорости Rзс возникает сигнал ±?U= ±U 3 ± Uoc (Uoc-напряжение обратной связи), который поступает на РЭ.

РЭ преобразует реверсивный сигнал ± ?U в однополярный сигнал ?U, который поступает на вход нереверсивного усилителя У2. Реверсивный сигнал ±?U поступает также на вход БЛ, например В ("Вперед"). Блок подает команду на включение SВ1 и SВ2. Далее сигнал ?U через SВ2 попадает на вход усилителя У2, который воздействует на вход БФУ, а через ключ SВ1 сигнал попадает на комплект тиристоров VВ. С выхода БФУ начинают поступать управляющие импульсы, а на выходе агрегата появляется напряжение Ud. Происходит разгон двигателя.

БЛ удерживает в состоянии «Вперёд» за счет блокировок по выходному напряжению усилителя Uу и по току главной цепи Id, поступающего в БЛ с датчика контроля тока. Сигнал же ?U осуществляет только начальное переключение БЛ в переходных режимах. При работе в установившемся режиме величина ?U равна Uз-Uос очень мала.

Реверсирование привода происходит следующим образом: при изменении полярности задающего напряжения изменяется знак ?U, давая БЛ команду на переключение ключей, однако, ключи SВ1 и SВ2 остаются в прежнем положении из-за наличия блокировок по Uy и Id.

На вход усилителя поступает ?U обратного знака, начинается быстрый спад напряжения на выходе усилителя. После того, как Uy и Id спадут до нуля, происходит переключение ключей: SВ1 и SВ2 отключаются, а SН1 и SH2 включаются с выдержкой времени. При включении SH2 на вход усилителя У2 поступает напряжение ?U прежней (положительной)полярности, и на его выходе появляется напряжение UУ, которое осуществляет регулирование угла а и удерживает БЛ во включенном состоянии.

Через ключ SН1 управляющие импульсы с выхода БФУ подаются на комплект VН. В результате переключения комплектов VВ и VН двигатель переходит в тормозной режим с рекуперацией энергии в сеть через инверторный комплект тиристоров. После окончания торможения двигатель разгоняется в обратную сторону тем же комплектом VН.

Формирование прямоугольной диаграммы переходных процессов осуществляется узлом токовой отсечки (ТО).

Коррекция системы авторегулирования осуществляется при помощи охвата усилителя R-С цепочкой, а также введением на вход усилителя гибкой и жесткой отрицательной обратной связи по току (R13, C3, R14).

Таким образом, структура управления электроприводом на базе агрегата представляет собой одноконтурную систему регулирования с использованием пропорционально-интегрального регулятора скорости с гибкой отрицательной обратной связью по току. Диапазон регулирования скорости в данной системе ограничен наличием зоны нечувствительности БЛ, равной 0,2… 0,3 В. Блок силовой тиристорный (БСТ).

Основу БСТ составляют два комплекта тиристоров V1…V8, соединенных по противопараллельной мостовой схеме.

Сглаживающий дроссель L в цепи нагрузки обеспечивает коэффициент использования двигателя не ниже 0,95 во всем диапазоне регулирования скорости. Дроссель имеет два исполнения на токи 10 и 25 А. Вторичная обмотка трансформатора тока Т1 подключена к БВТ. Лампа Н1 сигнализирует о наличии напряжения на выходе агрегата.

Конденсаторы С1... С15, резисторы R1…R6, предохранители F1, F2 выполняют защитную функцию.

Амперметр РА и вольтметр РV контролируют выходные значения тока и напряжения агрегата.

Блок фазового управления тиристорами (БФУ)

БФУ предназначен для формирования прямоугольных отпирающих импульсов и выдачи их в определенной последовательности и в определенный момент времени.

БФУ представляет собой одноканальную однокомплектную безынерционную систему, работающую по «вертикальному» принципу.

БФУ можно разбить на следующие функциональные узлы:

1. генератор пилообразных напряжений (ГПН);

2. совмещенные нуль-орган (НО) и формирователь длительности импульсов (ФДИ);

3. распределитель импульсов (РИ);

4. усилитель импульсов (УИ);

5. управляющий орган (УО).

4.2 Электрические принципиальные схемы

Электрическая принципиальная схема агрегата на выпрямленное напряжение 115, 230 В.

Силовое питание агрегата подводится к контактам разъема Х9В, а выпрямленное напряжение снимается с контактов 1, 4 разъема Х10В, расположенных на передней панели.

Силовая часть - БСТ - включает в себя два встречно-параллельно включенных силовых моста на тиристорах V1, V3, V5, V7 и V2, V4, V6, V8, сглаживающий дроссель L в цепи нагрузки, который обеспечивает необходимое значение коэффициента формы тока двигателя. Функционально он входит в силовую часть агрегат, однако конструктивно располагается отдельно.

Кроме того, в силовую часть входят элементы защиты агрегата от коротких замыканий - предохранители F1, F2; от перенапряжений -- R-- С цепочки (С4, С5, C10, C11, R1, R2, R5, R6); от радиопомех - конденсаторы (С3, С9).

Элементы Н1, RЗ образуют цепь сигнализации наличия напряжения на агрегате.

Схема управления состоит из БФУ, БУ, БЛ, БП и БВТ.

Питание цепей управления осуществляется от однофазной сети переменного тока и подводится к контактам 5в, 6в разъема Х8В.

Обмотки III и IV Т1 БП образуют синхронизирующие напряжение, которое по проводам 31, 32, 33, 34 подаются в распределитель импульсов БФУ.

По проводам 28, 29, 30 в БФУ подаются выпрямленное и коммутирующее напряжения для питания ГПН.

По проводам 35, 36, 37 напряжение -9 В, 0, + 9 В подается в БУ для питания интегрального усилителя.

Напряжение --36 В относительно общей точки - провод 41 (гнездо ХII в БП) - по проводу 38 подается в БЛ для питания цепей смещения выходных транзисторов, образующих логические ключи SВ1, SН1.Напряжение -24 В относительно общей точки - провод 41 (XII) - по проводу 40 подается в БФУ и БЛ для коллекторного питания транзисторов.

Напряжение +12 В относительно общей точки- провод 41 (XII) -- по проводу 42 подается в БЛ, БФУ, БУ для питания цепей смещения транзисторов.

Напряжение -24 В относительно общей точки - провод 41 (XII)- по проводу 43 подается в БУ для питания реле К.

Контакты 10,15 разъёма Х2В являются выходом источника задающего напряжения.

Управляющий сигнал через схему управления проходит следующим образом. Задающее напряжение подводится к реверсу Р, с которого поступают на задатчик скорости Rзс и последовательно подключенный с Rзс резистор, образующий предварительную ступень регулятора скорости, обеспечивающую минимальную скорость двигателя, и на элементы V1, V2, VЗ, V4, служащие для управления включением реле К.

При помощи контактов реле К осуществляется реверсирование корректирующей цепочки охватывающей усилитель У1. Входом узла управления включения реле является контакт 4 разъема Х5В. Задающее напряжение U3 сравнивается со встречно включенным напряжением Uтг на якоре тахогенератора -- напряжением обратной связи Uос.

Результирующий сигнал ±?U= ±U3±Uoc подается на вход усилителя У1, а с выхода У1 усиленный сигнал ±?U поступает на вход БЛ. В зависимости от полярности сигнала ?U срабатывает один из каналов БЛ и замыкаются логические ключи SВ1, SВ2 или SH1, SН2. В результате с выхода БЛ на вход усилителя У2 поступает нереверсивный сигнал +?U и подается напряжение -- 24 В на соответствующие импульсные трансформаторы БФУ.

С выхода усилителя У2 управляющее напряжение поступает на вход БФУ. БФУ формирует управляющие импульсы, которые подаются на управляющие переходы тиристоров комплекта «Вперед» или «Назад».

На выходных клеммах агрегата появляется напряжение соответствующего знака и величины в зависимости от полярности и величины задающего напряжения.

В агрегатах необходимо установить перемычку 14 -- 3; тогда управляющий сигнал ±?U будет поступать непосредственно на вход БЛ.

Обратные связи и блокировки. Сигнал обратной связи по току подается на вход усилителя У2 -- разъем Х5В по проводам 26, 41.

Блокировки по току силовой цепи агрегата и по выходному напряжению усилителя У2 подаются в БЛ соответственно по проводам 27, 41 и 48, 41. Для выполнения дополнительной коррекции У1 предусмотрены контакты 1, 2 разъема Х5В.

5. Экономическая часть

5.1 Производственная часть

Выполнение производственной части проекта осуществляется на основе разработанного технологического процесса обработки детали-представителя.

Для экономического анализа полученных в технологической части проекта результатов и для удобства выполнения расчетов в данном разделе проекта необходимо составить таблицу исходных данных.

Таблица 11 Исходные данные для проектируемого участка.

Показатели	Единица измерения	На деталь
1. 2. 3. 4.	Годовая программа. Трудоемкость изготовления, всего в т.ч. по операциям: 020 сверлильная с ЧПУ; Норма расходов основных материалов: вес заготовки; чистый вес; вид заготовки; марка материала. Стоимость 1 кг.	тыс. шт. мин. кг руб.	15 ,28 3,13 2,41 Штамповка Ст.40Х ГОСТ 4543-71 6,75

Определение годового количества деталей по формуле:

Nгод=(Nпр/20)? (Nпр/11) (37)

где Nпр=(Fд*кз*60)/(Тшт*(1+б));

кз=0,8 [7];

б=0,08 [7];

Тшт=0,68 мин.

Nпр=(3800*0,8*60)/(0,68*(1+0,08))= 248366шт.

Принимаем Nпр=24000

Nгод=(248366/20)? (248366/11)

Nгод=12418? 22578шт.

Nгод.прин.=15000 шт.

5.1.1 Определение режима работы

Расчет действительного фонда времени.

Различают календарный, номинальный и действительный фонды рабочего времени работы оборудования. Календарный фонд времени определяется астрономическим числом часов за рассматриваемый период. Номинальный фонд времени за вычетом нерабочих дней, смен и часов в течение периода. Действительный фонд времени определяется на основе номинального фонда и плановых простоев оборудования в ремонте.

Расчет действительного фонда времени работы оборудования производится по формуле:

Fд= ((Дк - (Дв - Дп )*С - Дnр)*Ксм * аn, (39)

где: Дк - календарные дни в год;

Дв - субботние и воскресные дни;

Дn - праздничные дни;

С - продолжительность одной смены с учетом рабочих суббот;

Дnр - число предпраздничных дней, сокращенных на 1 час;

Ксм - количество смен работы оборудования в течение суток.

an - время простоя оборудования в плановом ремонте и наладке, выраженное в процентах от номинального фонда времени (an = 0,95).

Принимаем Fд = 3800час.

Расчет годового фонда времени одного рабочего производится

по формуле:

Fраб = ((Дк - ( Дв - Дn )) * С - Дnp))*аn1, (40)

где: an1 - коэффициент, учитывающий 10% плановых потерь рабочего времени на болезни, отпуска и пр. (an1 = 0,9).

Принимаем Fpaб. = 1800час.

Определение потребного количества оборудования и коэффициента его загрузки.

Количество станков, необходимое для выполнения заданной программы, рассчитывается по каждой операции отдельно по следующей формуле:

Sрас = (t шт *Nгод ) / (Fд *60), (41)

где: Fд - действительный годовой фонд времени работы единицы оборудования в часах;

Nгод - годовая программа выпуска деталей;

tшт. - штучно-калькуляционное время.

Так как расчетное число станков может быть дробным, то его округляют в сторону ближайшего числа, которое называется принятым числом станков.

В исключительных случаях допускается перегрузка оборудования на 3% сверх ста процентов.

Sрас. = 2,28*15000/3800*60=0,15; S прин.1 =1;

Процент загрузки по операциям:

% = (Sрас./S прин.) *100,(42)

%з = (0,15/1) *100 = 15%

Полученные данные сведем в таблицу 14.

Таблица 12 - Расчет количества оборудования и коэффициента его загрузки по участку.

операции	Тип и модель станка	Nгод. шт.	Fд час	t шт мин.	Sрас шт	Sприн шт	Кз
020	РТ755Ф3	15000	3800	2,28	0,15	1	0,8
Итого:	2,28	0,15	1	0,8

После заполнения таблицы составляется график загрузки оборудования с указанием среднего процента загрузки.

Средний процент загрузки определяется по формуле:

%pch= (?Sрас./?S прин.) *100%, (43)

%зср = (0,24/1) *100 = 24

%зср

На основе расчетов количества потребного оборудования составим ведомость оборудования (таблица 12).

Таблица13 - Ведомость оборудования

№п\п

Тип и модель станка

Габаритные размеры, мм

Количество станков Sприн, шт.

Коэффициент загрузки, Кз

Мощность кВт.

Категория сложности ремонта

Сумма единиц ремонтной сложности

Прейскурантная цена тыс.руб.

Балансовая стоимость оборудования, Кот тыс.руб.

Одного станка, Nст

Всего станков Nст.*Sпр.

Одного станка

Механическая, Rм.*Sпр.

Электротехническая, Rэ.*Sприн.

Одного станка, Цст.

Всех станков, Цст.*Sприн

Механическая, Rм

Электротехническая, Rэ

1

РТ755Ф3

1200 х3100 х2100

1

0,8

45

45

14

21

14

21

580000

580000

638000

5.1.3 Определение количества работников

1). Определение количества производственных рабочих.

Расчет списочной численности производственных рабочих Rn (расчетное) производится по каждой профессии, разряду (по операциям), исходя из трудоемкости работ за год по формуле:

Rnрас. = (tшт *Nгод)/(Fраб. *60), чел. (44)

где: Fpaб - действительный годовой фонд времени производственного рабочего, ч.

Расчет приводим по каждой операции. Результаты расчетов сведем в таблицу 13.

Rnрас. = 2,28*15000/1800*60 = 0,31

Таблица 14 - Численность основных производственных рабочих

№ п/п	Sпр, шт	Профессия рабочего	Тариф, разряд	Тшт, мин	Nnp шт	Fpaб час	Rn расч. чел	Число рабочих
								Всего Rn, чел	1 см	2 см
020	1	Токарь	3	2,28	15000	1800	0,31	0,31	1	0
Итого:	0,31	0,31	1

2). Средний разряд производственных рабочих определяется по формуле:

 (45)

где: i - разряд рабочего.

iсросн = 3

3). Определение количества вспомогательных рабочих.

К числу вспомогательных рабочих относят: наладчиков, слесарей, электриков, контролеров.

Списочная численность вспомогательных рабочих определяется по рабочим местам и нормам для обслуживания по формуле:

(46)

где: Ноб - норма обслуживания (для наладчиков 7, для слесарей, электриков и контролеров 20)

0,9 - коэффициент, учитывающий плановые невыходы на работу.

Rн = (1*1)/(0,9*7)=0,15

Принято Rн = 0,15

Rэл = (1*1)/(0,9*20)=0,05

Принято Rэл =0,05

Rк = (1*1)/(0,9*20)=0,05

Принято Rк = 0,05

Rсл = (1*1)/(0,9*20)=0,05

Принято Rсл = 0,05

Составим сводную ведомость вспомогательных рабочих (таблица 15).

Таблица 15 - Сводная ведомость вспомогательных рабочих

Наименование профессий	Общее количество работающих	В том числе по разрядам
		1	2	3	4	5	6
Наладчики	0,15				*
Контролеры	0,05				*
Слесари-ремонтники	0,05				*
Электрики	0,05				*
Итого:	0,3

По нормативам численность вспомогательных рабочих должна быть в пределах 40 % от числа производственных рабочих.

Средний разряд вспомогательных рабочих определяем по формуле (44).

iсрвсп. = 0,35

4).Количество мастеров принимают из расчета 8% от общего числа рабочих (основных производственных и вспомогательных).

Мастер = (8/100) *0,61=0,04

Принимаем мастеров = 0,09

5).Уборщиков принимают из расчета 1,5% от числа производственных рабочих. Уборщики (1,5/100) *0,31=0,004 Принимаем уборщиков = 0,008

Составим ведомость списочного состава работающих на участке (таблица 16).

Таблица 16 - Ведомость списочного состава работающих на участке

Категории работающих	Количество	Процент от количества работающих, %
Основные производственные рабочие	0,31	47
Вспомогательные рабочие	0,3	45,8
Мастера	0,04	6,1
Уборщики	0,004	1,1
Итого:	0,654	100

Во второй части рассчитаем объем капитальных вложений общецеховые расходы и другие показатели, которые позволят определить себестоимость продукции.

5.2 Экономическая часть

5.2.1 Инвестиции в основные фонды

Капитальные вложения в основные фонды включают стоимость здания, оборудования, дорогостоящих инструментов, приспособлений, производственного и хозяйственного инвентаря.

Стоимость технологического оборудования определяется на основании расчетов в табл.3 с добавлением транспортно - монтажных расходов в размере 10%.

Стоимость прочего оборудования и дорогостоящей оснастки определяется, укрупнено в процентах от стоимости технологического оборудования: энергетическое - 10-15%; подъемно-транспортное - 15-20%; инструмент и приспособления - 2-5%.

Стоимость дорогостоящего производственного и хозяйственного инвентаря определяется в размере 3000руб. в год на одного работающего.

Результаты расчетов капитальных вложений сводятся в таблицу 16.

Таблица 17 - Капитальные вложения в основные фонды

Группа основных фондов	Стоимость
	Сумма, руб.	Удельный вес, %
1.Оборудование: технологическое; подъемно-транспортное; энергетическое. 2.Инструмент и приспособления. 3.Производственный и хозяйственный инвентарь.	638000 95700 63800 31900 930	76 11,5 7,5 4 1
Итого (ОФ)	830330	100

5.2.2 Амортизация, ремонт и техобслуживание основных фондов

Годовая сумма амортизационных отчислений и расходов по ремонту и техобслуживанию (ТО) рассчитывается по каждой группе основных фондов на основе их стоимости и соответственно норм амортизации и затрат на ремонт и ТО (табл. 17).

Таблица 18 - Затраты по амортизации, ремонту и ТО основных фондов

Группа основных фондов	Стоимость, руб.	Амортизация	Ремонт и ТО
		%	Сумма, руб.	%	Сумма, руб.
1.Оборудование. 2.Инструмент и приспособления. 3.Инвентарь.	797500 31900 930	15 20 10	119625 6380 93	12 10 10	14355 638 9,36
Итого:	830330	-	126098	-	15002,3

5.2.3 Определение годового расхода и стоимости основных материалов

Годовой расход основных материалов определяется на основе нормы расхода на деталь, величина которой определяется в технической части.