Технологический процесс изготовления коленчатого вала кривошипного пресса

Действительный фонд времени работы оборудования, находим по формуле:

Fд = (Дк - Дв - Дп) · tсм · n · Кисп, (ч) (12.1)

где Дк - число календарных дней, 365

Дв - число выходных дней, 102

Дп - число праздничных дней, 10

Tсм - длительность рабочей смены, 8 часов

n - число рабочих смен в сутки, 2

Кисп - коэффициент использования оборудования, 0,95.

Fд = (365-102-10)·8·2·0,95 = 3846 ч.

Расчётное число станков каждой группы будет находиться по формуле:

(12.2)

где К_вн - коэффициент выполнения норм, равный 1,1.

Расчёт необходимого количества станков сведём в таблицу 12.2

где S_пр - принимаемое нами количество станков.

0,000295

Расчет последующих операции ведем по данной формуле, результаты расчетов сведем в таблицу 12.3.

Таблица 12.3

Расчётное число станков

№ оп.	Код и наименование операции	Расчётное количество станков, Sр	Принятое количество станков, Sпр
1	2	3	4
010	0101 Разметочная	0,000295	1
015 035 065	4220 Расточная	0,004846	1
020 040 050 055 060	4110 Токарная	0,041365	1
025 030	0108 Слесарная 9100 Сварка	0,002801	1
045	4165 Шлицефрезерная	0,003782	1
047	5130 Термообработка	-	-
067	4141 Шлицешлифов.	0,009809	1
070	0108 Контрольная	0,000118	1
075 080	0801 Консервация 0180 Маркировочная	0,00013	1

Полученные расчетные значения количества станков, округляем в большую сторону до целого числа и определяем необходимую величину догрузки подобными видами продукции, приближая расчетное значение станков к принимаемому для их меньшей расходимости.

Поскольку токарная обработка ведется на одном станке для дальнейших расчетов объединим время на данные виды операций, аналогично расточный операции, операции консервации и маркировки, слесарные и сварка.

Догрузка оборудования находится по формуле:

(12.3)

где Ку =1,05- коэффициент увеличения штучного времени.

Результаты расчётов сведём в таблицу 12.4.

Таблица 12.4

Результат дозагрузки станков

№ оп.	Код и наименование операции	Дозагрузка оборудования, Nдозаг , шт/год
1	2	3
010	0101 Разметочная	83487,17
015 035 065	4220 Расточная	5066,29
020 040 050 055 060	4110 Токарная	570,55
025 030	0108 Слесарная 9100 Сварка	8783,43
045	4165 Шлицефрезерная	6498,49
047	5130 Термообработка	-
067	4141 Шлицешлифов.	2489,48
070	0108 Контрольная	208756,88
075 080	0801 Консервация 0180 Маркировочная	189776,62

Следовательно, чтобы дозагрузить универсальный токарный станок 1А661 необходимо обработать на нем 570 штук в год аналогичных деталей, анализируемый нами вал коленчатый будет являться для них деталью-представителем. При условии работы в две смены.

Для выполнения сварочных работ в цехе предусмотрена сварочная площадка, на которой возможно выполнение сварочных работ не только деталей данной группы, но и других деталей, поэтому учесть дозагрузку сварочного оборудования провести невозможно при условии мелкосерийного производства, поскольку номенклатура изделий имеет заказной характер и предугадать их количество нельзя. Но для оперативности их изготовления необходимо иметь такой вид оборудования.

Проводим заново расчёт необходимого количества оборудования по формуле (12.4) с учетом полной загрузки оборудования:

(12.4)

На последующие операции расчет ведем аналогично, результаты сводим в таблицу 12.5.

Таблица 12.5

Расчёт до загруженного числа станков

№ оп.	Наименование операции	Расчётное количество станков, Sр	Принятое количество станков, Sпр
1	2	3	4
010	0101 Разметочная	0,823	1
015 035 065	4220 Расточная	0,823	1
020 040 050 055 060	4110 Токарная 4110 Токарная	0,828	1
025 030	0108 Слесарная 9100 Сварка	0,823	1
045	4165 Шлицефрезерная	0,823	1
047	5130 Термообработка	-	-
067	4141 Шлицешлифов.	0,824	1
070	0108 Контрольная	0,823	1
075 080	0801 Консервация 0180 Маркировочная	0,823	1
		Всего:	8

Коэффициент загрузки оборудование определяется как отношение расчётного числа к проектируемому:

К = Sp / Sпр (12.5)

Коэффициент загрузки оборудования сведем в таблицу 12.6.

Таблица 12.6

Коэффициент загрузки оборудования

№ оп.	Код и наименование операции	Коэф.загрузки оборудования, Кз
1	2	3
010	0101 Разметочная	0,823
015 035 065	4220 Расточная	0,823
020 040 050 055 060	4110 Токарная	0,828
025 030	0108 Слесарная 9100 Сварка	0,823
045	4165 Шлицефрезерная	0,823
067	4141 Шлицешлифов.	0,824
070	0108 Контрольная	0,823
075 080	0801 Консервация 0180 Маркировочная	0,823

Средний коэффициент загрузки составляет 0,824.

Теперь по найденным значениям загрузки оборудования строим график нагружения оборудования на рис. 12.1

График загрузки оборудования

Рис.12.1

12.2 Расчёт числа рабочих

Число рабочих на каждую операцию в одну смену определяем по формуле:

(12.6)

где

F_ЭФ.Р ч.

Расчёт числа рабочих по операциям техпроцесса сведём в таблицу 12.7

Таблица 12.7

Количество рабочих по операциям ТП

№ оп.	Код и наименование операции	Расчетное количество рабочих на операцию, Росн	Принятое количество рабочих на операцию, Росн.пр
1	2	3	4
010	0101 Разметочная	0,920	1
015 035 065	4220 Расточная	0,920	1
020 040 050 055 060	4110 Токарная	0,926	1
025 030	0108 Слесарная 9100 Сварка	0,920	1
045	4165 Шлицефрезерная	0,920	1
067	4141 Шлицешлифов.	0,921	1
070	0108 Контрольная	0,920	1
075 080	0801 Консервация 0180 Маркировочная	0,920	1
		Итого:	8

Общее число занятых рабочих составляет 8 человек.

Термообработка производится на ВЦМ по заказу общее время закаливания составляет 920ч., но при этом следует учесть и время транспортировки и время накопления типичных деталей, поскольку завод отправляет на закалку по заказной массе деталей.

По таблицам [23, с.54, табл.54] для станков широкого назначения к каким относятся токарные универсальные станки норма (число станков) обслуживания одним станочником составляет 1 станок.

На остальных операция получили малое число, определяющее количество рабочих. Это объясняется тем, что рабочие заняты и на других видах работ или работают по принципу совмещения профессий, что в условиях серийного производства приемлемо и допустимо.

После расчёта числа основных производственных рабочих, необходимо рассчитать число вспомогательных рабочих, число контролёров, число ИТР, Численность младшего обслуживающего персонала (МОП).

Вспомогательные рабочие:

(2 человека)

Число контролёров:

(2 человека)

В условиях серийного производства контролеры назначаются на весь цех, значит необходимо назначить два контролера для цеха, в котором производится детали больших масс.

Численность ИТР:

(1 человек)

Младший обслуживающий персонал:

(1 человек)

12.3 Организация снабжения материалами и заготовками

Для хранения запаса заготовок предусматривается склад, расположенный в начале участка механической обработки детали. На рабочее место заготовки, уложенные в контейнер открытого типа, доставляются при помощи кран-балки грузоподъемностью 1,9 тонны. На 010 расточной операции происходит торцевание в технологический размер, происходит центрирование с одной стороны. После по изготовленным базам на 015 токарной операции происходит снятие больших припусков. На 030 операции изготавливают технологические щеки, за которые деталь будет устанавливаться при термообработке и транспортировке. После неё детали возвращаются на участок на дальнейшую обработку. После проверки качества изготовленной детали, её маркируют и подвергают консервации.

Работники планово-распределительного бюро обеспечивают подачу деталей и заготовок к станкам.

На основе технической документации, инструментально-раздаточная кладовая (ИРК) заблаговременно комплектует специальный инструмент и приспособления, обеспечивает его заточку, восстановление и списание. Доставку инструмента и приспособлений к рабочему месту осуществляется вспомогательными рабочими.

Смазочно-охлаждающая жидкость, масло подаются к станкам по централизованным трубопроводам. При обнаружении рабочим нехватки масла в станке он говорит об этом мастеру, а тот в свою очередь даёт заявку вспомогательным рабочим соответствующей службы, которые обеспечивают снабжение основного производства (оборудования участка) маслом, специально оборудованным транспортом с тарой для масла.

12.4 Организация транспортного хозяйства

Анализируемая деталь имеет массу 590кг, поэтому для ее транспортировки необходимо иметь транспорт, удовлетворяющими техническими характеристиками. Таковым является подвесной однобалочный кран (грузоподъемность-5т).

Достоинствами такого вида транспорта является следующие показатели по данным [22,с.70]:

- скорость передвижения 25 м/мин для пролета 24м

- рабочее перемещение 30-50м

Подвесной однобалочный кран, перемещается по подкрановым путям, уложенным на консолях колонн.

Закрепление заготовки и детали на кране производится троссированием за канавки или технологические щеки, которые привариваются к заготовке и удаляются лишь перед заключительным этапом обработки перед заключительной установкой на токарный станок, на котором будет осуществляться чистовая обработка.

Главной целью организации транспортного хозяйства является снижение трудоёмкости работ и сокращение времени производственного цикла. Выбор транспортных средств зависит от характера обрабатываемых на участке заготовок, их габаритов и массы, типа производства, конструкции здания.

Доставка заготовок в механический цех осуществляется автотранспортом. Подача контейнеров на склады и к месту обработки выполняется при помощи автопогрузчиков и при помощи цехового крана и кран-балки.

Передача деталей от станка к станку осуществляется при помощи крана вспомогательными рабочими. Такой вид транспортировки деталей является оптимальным в условиях мелкосерийного производства крупногабаритных деталей непростой геометрической формы.

Для удаления стружки из рабочей зоны в большинстве станков имеются шнековые устройства, которые перемещают стружку к люку, расположенному с тыльной стороны станка. Дальнейшее транспортирование стружки от станка к общецеховому месту сбора производится при помощи системы скребковых транспортёров (конвейеров), расположенных под полом цеха вдоль станков.

12.5 Организация работы участка и рабочего места

Организация рабочего места является первичным звеном организации труда. Его правильная организация снижает утомляемость рабочего, повышает работоспособность и в итоге увеличивает производительность труда. Для правильной организации рабочего места важное значение имеет специализация, оснащение, планировка и обслуживание рабочего места.

При размещении предметов и средств труда в условиях единичного производства необходимо руководствоваться следующими рекомендациями:

- применение высокопроизводительного универсального оборудования с приспособлениями

- применение специализированных станков для обработки крупных деталей, что значительно снижает трудоемкость обработки и повышает качество, а также снижает количество дорогостоящего уникального оборудования

- применение станков, оснащенных различными навесными приспособлениями, расширяющими технологические возможности оборудования, позволяющие проведение различных видов обработки: фрезерование, сверление, растачивание и т.п.

- внедрение новых высокопроизводительных конструкций режущего инструмента с механическим креплением твердосплавных и минералокерамических пластин

- применение резцов с клиновидным креплением вкладышей, резцов для скоростной отрезки деталей, имеющих большие диаметральные размеры

- применение высокопроизводительных методов отделки поверхностей путем хонингования и суперфиниширования при помощи приспособления на универсальных станках

- одновременная многолезвийная обработка деталей на универсальных станках путем применения резцовых державок на токарных станках

- оснащение станков универсальными сборными приспособлениями, гидрокопировальными суппортами, поворотными столами, угловыми головками - значительно сокращающие вспомогательное время

- замена ручных операций станочной обработкой

Все выше перечисленные условия подходят как рекомендации для мехобработки выбранной детали и учтены в техпроцессе.

Также следует учесть и следующее:

- на рабочем месте не должно быть нечего лишнего, каждая деталь должна иметь своё место

- все часто используемые предметы должны находится ближе к зоне их использования

- расположение предметов на рабочем месте должно быть продуманно с таким расчётом, чтобы рабочий двигался с минимальными затратами сил

- станки должны быть обеспечены местным освещением и пр.

12.6 Планировка рабочего места механического участка

Для условий единичного производства оборудование должно быть расставлено по группам обрабатывающих станков, в соответствии с нормами расположения станков в зданиях. Стружка удаляется скребковым конвейером, расположенным под полом.

Для инструмента предусмотрены инструментальные ящики. Для улучшения условий труда на участке предусмотрено место для отдыха, место для питьевого аппарата (ситуратора). Для доставки контейнеров с заготовками и деталями по периметру участка расположена дорога (проезд) для автопогрузчиков с односторонним движением. В соответствии с нормами ширина проезда составляет 3500 см. Подвод сжатого воздуха осуществляется от общезаводской централизованной системы. В качестве средств пожарной безопасности предусмотрен пожарный щит, ящик с песком. Имеется верстак, контрольный стол, телефонная будка и др.

Рассчитываем площадь участка:

Таблица 12.8

Общая площадь оборудования.

№ оп.	Наименование операции	Площадь, м2
1	2	3
010	0101 Разметочная	10
015 035 065	4220 Расточная	26
020 040 050 055 060	4110 Токарная	20
025	0108 Слесарная	10
030	9100 Сварка	15
045	4165 Шлицефрезерная	24
067	4141 Щлицешлифов.	28
070	0108 Контрольная	10
075	0801 Консервация	10
080	0180 Маркировочная	10
	Всего:	135,0 м2

Т.к. некоторые операции выполняются на одном станке, ряд используемых станков находятся в разных местах участка, общая полезная площадь будет равна:

2- площадь под проходы принимаем 30% от площади станков: 40,5 м²

3- площадь для места мастера: 9 м²

4- площадь под контрольный стол: 10 м²

5- место для отдыха: 9 м²

6- место под проезды: 98 м²

7- инструментально-раздаточная кладовая: 230 м²

Общая полезная площадь: 471,5 м²

13. Экономическое обоснование проекта

Задача раздела - технико-экономическое сравнение двух вариантов технологического процесса - базового и проектного с определением экономической эффективности проектного варианта.

Краткая характеристика сравниваемых вариантов приведена в таблице 13.1.

13.1 Краткая характеристика сравниваемых вариантов

Базовый вариант	Проектируемый вариант
На токарных операциях 055 и 060 базового варианта применяется последовательная чистовая обработка на токарном револьверном станке 1А661 вначале лезвийным инструментом - резцом, затем производится упрочнение накатным роликом, в результате чего затрачивается довольно длительный период времени Инструмент: Резец строгальный прорезной отогнутый из твердосплавной пластиной ВК6 (К20), универсальный накатной ролик. Тип производства -серийный. Условия труда - нормальные. Форма оплаты труда - повременно-премиальная.	На токарных операциях 055 и 060 базового варианта применяется совмещенная чистовая обработка на токарном револьверном станке 1А661 лезвийным инструментом - резцом и упрочнение накатным роликом. На токарно-винторезном станке 16К40-1 производится черновое нарезание витков червяка. Инструмент: набор профильных резцов с режущими пластинами из твердого сплава. Тип производства- серийный. Условия труда - нормальные. Форма оплаты труда- повременно-премиальная.