Пример курсовой работы по технологии машиностроения: Технологический процесс изготовления звездочки привода

Содержание

Введение

Служебное назначение детали

Материал вала и его свойства

Анализ детали на технологичность

Технологическая часть

Выбор вида и метода получения заготовки.

Определение размеров заготовки

Припуски и кузнечные напуски

Выбор технологических баз

Технологический процесс обработки детали

Разработка операций технологического процесса.

Список литературы

Выдержка из текста работы

Научно-технический прогресс в машиностроении в значительной степени определяет развитие и совершенствование всего народного хозяйства страны. Важнейшими условиями ускорения научно-технического прогресса являются рост производительности труда, повышение эффективности общественного производства и улучшение качества продукции.

Совершенствование технологических методов изготовления машин имеет при этом первостепенное значение. Качество машины, надежность, долговечность и экономичность эксплуатации зависят не только от совершенства ее конструкции, но и от технологии производства. Применение прогрессивных высокопроизводительных методов обработки, обеспечивающих высокую точность и качество поверхностей деталей машины, методов упрочнения рабочих поверхностей, повышающих ресурс работы деталей и машины в целом, эффективное использование современных автоматических и поточных линий, станков с программным управлением, электронных и вычислительных машин и другой новой техники, применение прогрессивных форм организации и экономики производственных процессов — все это направлено на решение главных задач: повышения эффективности производства и качества продукции.

Проектируемой деталью является деталь вал-шестерня.

Вал-шестерня является составной деталью редуктора, предназначенного для передачи крутящего момента.

Данная деталь представляет собой вал с выполненной на нем прямозубой шестерней, имеет 2 шпоночных паза, шлицы, отверстие для смазки шлицевого соединения и поверхности для установки подшипников.

На основании изучения условий работы детали в узле изделия, предъявляемых к ней технических требований, а также учитывая годовую программу выпуска, можно сказать, что конструкция детали достаточно технологична. Жесткость вала допускает получение высокой точности обработки.

В качестве материала для детали учитывая условия эксплуатации используется конструкционная легированная сталь 40Х ГОСТ4543-71.

Целью дипломного проекта является проектирование технологического процесса изготовления детали вал-шестерня.

Задачи дипломного проекта:

1) Провести анализ конструкции детали, с расчетом технологичности конструкции детали, размерный анализ чертежа детали, определение типа производства;

2) Разработать проектный вариант технологического процесса изготовления детали, с расчетом припусков на обработку, режимов резания и норм времени на каждую операцию;

3) Выполнить расчет себестоимости изготовления детали, с определением загрузки оборудования и т.д.

1. АНАЛИЗ КОНСТРУКЦИИ ДЕТАЛИ

1.1 Анализ служебного назначения детали

Вал-шестерня представляет собой тело вращения и относится к классу валов. Изготовлена из легированной стали 40Х ГОСТ 4543-71 ?в = 980 МПа. И предназначена для передачи крутящего момента по средствам шестерен и зубчатых колес в редукторе.

Вал-шестерня является очень ответственной деталью. Прочность вала определяет механическую надежность машины в эксплуатации. Прямолинейность и прочность вала зависят не только от правильного расчета и выбора конструктивных размеров, но и от технологических процессов обработки вала и сборки насаживаемых на него деталей.

Данный вал имеет форму ступенчатого цилиндра с зубчатыми колесами с посадкой деталей по системе отверстия. В целях снижения обработки следует стремиться к уменьшению числа ступеней. Вал имеет 2 ступени с повышенной точностью обработки по 6-му квалитету для посадки подшипников. Конструкция вала предусматривает два шпоночных паза под посадку зубчатых колес, которые передают крутящий момент. Также на валу имеется два центровых отверстия, с помощью которых вал надёжно фиксируется в приспособлении и обработка проходит с заданной точностью. Имеются также и шлицы, выполненные по 5-му квалитету.

Данный вал-шестерня изготовлен из стали 40Х (свойства и химический состав представлены в таблице 1.1 и 1.2 [8] ) и имеет ряд ответственных поверхностей, к которым предъявляются жёсткие и высокие требования при изготовлении.

Таблица 1.1 — Химический состав стали 40Х ГОСТ 4543-71, % [8]

С	Si	Mn	Ni	S	P	Cr	Cu
0,36-0,44	0,17-0,37	0,5-0,8	До 0,3	До 0, 035	До 0, 035	0,8-1,1	До 0,3

Таблица 1.2 — Механические свойства стали 40Х ГОСТ 4543-71 [8]

?, МПа	?в, МПа	д, %	Ш, %	KCU, Дж/м2	НВ (не более)
780	980	10	45	59	248

1.2 Анализ технологичности конструкции детали

1.2.1 Качественный анализ

Деталь вал-шестерня изготавливается из заготовки, полученной прокатом из Стали 40Х.

Заготовка в процессе получения подвергается улучшению, что благоприятно сказывается на свойствах материала. В процессе изготовления детали заготовка подвергается сложной обработке. Для обеспечения точности обработки и снижения стоимости обработки заготовка должна быть достаточно высокого качества. Деталь имеет сложную конфигурацию, однако это оправдано конструктивным назначением. В процессе обработки деталь так же подвергается закалке ТВЧ, что увеличивает твердость и износостойкость ответственных поверхностей. Деталь имеет достаточную жесткость при своих диаметрах и длине для использования обычных методов обработки, что позволяет использовать обычные приспособления для ее установки и закрепления.

При изготовлении детали используются различные станки: токарные с ЧПУ, зуборезные и шлифовальные полуавтоматы, а так же универсальные станки.

Деталь не имеет обрабатываемых поверхностей в затрудненных для доступа инструмента местах, удобная форма и большие размеры позволяют прочно и надежно закреплять деталь, не нарушая законов единства и совмещения баз, позволяет широко использовать средства автоматизации и механизации.

Конструкция детали технологична, хотя и требует применения высоко точного оборудования. С наибольшей точностью обрабатываются поверхности зубчатого венца, шеек под подшипники, шлицев.

Деталь допускает применение высокопроизводительных режимов обработки, имеет хорошие базовые поверхности для первоначальных операций и проста по конструкции и конфигурации.

Деталь работает в сложных условиях. Вероятен повышенный износ в местах контакта с подшипниками, а так же износ зубьев шестерни, что требует особых мероприятий по упрочнению и обработке этих мест.

Относительно технологичности конструкции детали можно высказать следующие соображения. На основании рабочего чертежа детали, условий работы детали в конструкции, а также, учитывая то, что конструкция детали достаточно хорошо отработана очевидно, что о замене детали сварной, сборной или какой-то другой конструкции речь не идёт. Нецелесообразно также производить замену материала, т.к. имеющийся удовлетворяет требованиям по прочности, свойствам и обрабатываемости.

Наружные поверхности детали могут быть использованы в качестве установочных или опорных баз при обработке. Кроме того, они могут быть использованы в качестве баз при сборке.

В плане механической обработки рассматриваемая деталь в достаточной степени технологична. Все обрабатываемые поверхности имеют удобное расположение для их механической обработки и позволяют применять высокопроизводительные технологические методы.

К поверхностям не технологичным можно отнести uлубокое отверстие внутри вала-шестерни.

Поэтому для технологичности его изготовления необходима разработка специальной технологической оснастки.

Требования к точности размеров и шероховатости поверхностей позволяют наметить методы их получения.

Все прочие участки детали являются легкодоступными для обработки и, следовательно, позволяют производить их обработку точением, фрезерованием, сверлением, шлифованием и т.п.

Рисунок 1.1 — Рабочие поверхности детали

Технологический анализ детали обеспечивает улучшение технико-экономических показателей разрабатываемого технологического процесса и является одним из важнейших этапов технологической разработки.

Основная задача при анализе технологичности детали сводится к возможному уменьшению трудоемкости и металлоемкости, возможности обработки детали высокопроизводительными методами. Это позволяет снизить себестоимость ее изготовления.

Вал-шестерню можно считать технологичной, так как она представляет собой ступенчатый вал, где размеры ступеней уменьшаются от середины вала к торцам, что обеспечивает удобный подвод режущего инструмента к обрабатываемым поверхностям. Обработка ведётся унифицированным режущим инструментом, контроль точности поверхности проводится измерительным инструментом. Деталь состоит из унифицированных элементов таких как: центровые отверстия, шпоночный паз, фаски, канавки, линейные размеры, шлицы.

Материалом для производства служит сталь 40Х, которая является относительно недорогим материалом, но при этом обладает хорошими физико-химическими свойствами, имеет достаточную прочность, хорошую обрабатываемость резанием, легко подвергается термообработке.

Конструкция детали обеспечивает возможность применение типовых и стандартных технологических процессов её изготовления.

Таким образом, конструкцию детали можно считать технологичной.

1. Поверхность 1 выполнена в виде шлицевой части.

2. Поверхность 2 является несущей, поэтому жестких требований к ней не предъявляется.

3. Поверхность 3 используется для внешнего контакта с внутренней поверхностью манжеты. Поэтому к ней предъявляются жесткие требования. Поверхность полируется до достижения шероховатости Ra 0,32 мкм.

4. Поверхность 4 является несущей, поэтому жестких требований к ней не предъявляется.

5. Поверхность 5 также является несущей и предназначена для посадки подшипника. Поэтому к ней предъявляются жесткие требования. Поверхность шлифуется до достижения шероховатости Ra 1,25 мкм.

6. Поверхность 6 Выполнена в виде канавки, которая нужна для вывода шлифовального круга. Жестких требований к ней предъявлять нецелесообразно.

7. Поверхность 7 является несущей и предъявлять жесткие требования к ней не нужно.

8. Боковые стороны зубьев участвуют в работе и определяют как долговечность узла, так и его шумность, поэтому к боковым сторонам зубьев и их взаимному расположению предъявляют ряд требований как по точности расположения, так и по качеству поверхности (Ra 2,5 мкм).

9. Поверхность 9 является несущей и предъявлять жесткие требования к ней не нужно.

10. Поверхность 10 Выполнена в виде канавки, которая нужна для вывода шлифовального круга. Жестких требований к ней предъявлять нецелесообразно.

11. Поверхность 11 является несущей и предназначена для посадки подшипника. Поэтому к ней предъявляются жесткие требования. Поверхность шлифуется до достижения шероховатости Ra 1,25 мкм.

12. Поверхность 12 является несущей, поэтому жестких требований к ней не предъявляется.

13. Поверхность 13 используется для контакта с внутренней поверхностью манжеты. Поэтому к ней предъявляются жесткие требования. Поверхность полируется до достижения шероховатости Ra 0,32 мкм.

14. Поверхность 14 является несущей, поэтому жестких требований к ней не предъявляется.

15. Поверхность 15 представлена в виде шпоночного паза, который предназначен для передачи крутящего момента от вала-шестерни к ременному шкиву Rz 20 мкм.

16. Поверхность 16 представлена канавкой, которая служит для вывода резьбонарезного резца.

17. Поверхность 17 выполнена в виде шпоночного паза для посадки стопорной шайбы Rz 40 мкм.

18. Поверхность 18 представляет собой резьбу под гайку, которая служит для поджатия шкива Ra 2,5 мкм.

Требования к взаимному положению поверхностей, считаю целесообразно назначенными.

Одним из немаловажных факторов является материал, из которого изготавливается деталь. Исходя из служебного назначения детали видно, что деталь работает под действием значительных знакопеременных циклических нагрузок.

С точки зрения ремонта данная деталь является довольно ответственной, поскольку для выполнения ее замены необходим демонтаж всего узла с машинного агрегата, а при его установке выверка механизма сцепления.

1.2.2 Количественная оценка

Таблица 1.3 — Анализ технологичности конструкции детали

Наименование поверхности	Количество поверхностей, шт.	Количество унифицированных поверхностей, шт.	Квалитет точности, IT	Параметр шероховатости, Ra, мкм
1	2	3	4	5
Торцы L=456мм	2	—	h11	6,3
Торец L=260мм	1	1	js15	6,3
Торец L=138мм	1	—	js13	6,3
Торцы L=48мм	2	—	h11	2,5
Центровые отверстия Ш 3,15мм	1	—	Н9	3,2
Шлицы Д8х36х40Д	8	8	Js7	1,25
Фаска 2х45°	5	5	js13	6,3
Зубья Ш65,11мм	18	18	N7	0,63
Ш 65,11 мм	1	—	N7	2,5
Ш45 мм	2	2	h12	1,25
Ш40 мм	2	2	h9	0,32
Ш40 мм	4	4	h9	1,25
Канавка 3±0,2	2	2	h9	6,3
Канавка 4±0,2	1	1	h9	6,3
Шпоночный паз 8Р9	1	1	Р9	3,2
Шпоночный паз 6Р9	1	1	P9	3,2
Резьба М33х1,5-8q	1	1	q8	2,5
Отверстие Ш5 мм	1	1	H6	3,2
Отверстие резьбовое М10х1-7Н	1	1	Н7	3,2
Конусность 1:15	1	1	h11	6,3

Коэффициент унификации конструктивных элементов детали определяется по формуле [2, c.34]

(1.1)

где Qу.э.- число унифицированных конструктивных элементов детали, шт;

Qу.э.- общее число конструктивных элементов детали, шт.

Деталь технологична, так как 0,896>0,23

Коэффициент использования материала определяется по формуле [2, c.33]

, (1.2)

где mд- масса детали, кг;

mз- масса заготовки, кг.

Деталь технологична, так как 0,75 = 0,75

Коэффициент точности обработки определяется по формуле [2, С.33]

, (1.3)

где — средний квалитет точности.

(1.4)

Деталь нетехнологична, так как 0,687<0,8

Коэффициент шероховатости поверхности определяется по формуле [2, c.34]

, (1.5)

где Бср- средняя шероховатость поверхности.

(1.6)

Деталь нетехнологична, так как 0,81 < 1,247

Исходя из произведенных расчетов, можно сделать вывод, что деталь технологична по коэффициенту унификации и по коэффициенту использования материала, но не технологична по коэффициенту точности обработки и по коэффициенту шероховатости поверхности.

1.3 Размерный анализ чертежа детали

Размерный анализ чертежа детали начинаем с нумерации поверхностей детали, представленных на рисунке 1.3

Рисунок 1.3-Обозначение поверхностей

Далее проставляются размеры основной рабочей поверхности детали.

Рисунок 1.4-Размеры рабочей поверхности детали

Выполняется построение размерных графов на рисунке 1.5

Рисунок 1.5 — Размерный анализ рабочей поверхности детали

При построении размерного анализа определили технологические размеры и допуски на них для каждого технологического перехода, определили продольные отклонения размеров и припусков и расчет размеров заготовки, определили последовательность обработки отдельных поверхностей детали, обеспечивающих требуемую точность размеров

1.4 Определение типа производства

Тип производства выбираем предварительно, исходя из массы детали m = 4,7 кг и годовой программы выпуска деталей В = 9000 шт., производство серийное.

От правильности выбора типа производства в дальнейшем зависят все остальные разделы разработанного технологического процесса. При крупносерийном производстве технологический процесс разрабатывается и хорошо оснащается, что позволяет взаимозаменяемость деталей, малую трудоемкость.

Следовательно, будет более низкая себестоимость изделий. Крупносерийное производство предусматривает более широкое применение механизации и автоматизации производственных процессов. Коэффициент закрепления операций при среднесерийном производстве Кз.о = 10-20.

Среднесерийное производство характеризуется широкой номенклатурой изделий, изготавливаемых или ремонтируемых периодически повторяющимися небольшими партиями, и сравнительно небольшим объемом выпуска.

На предприятиях среднесерийного производства значительная часть производства состоит из универсальных станков, оснащенных как специальными, так и универсально-наладочными и универсально-сборными приспособлениями, что позволяет снизить трудоемкость и удешевить производство.

2. ПРОЕКТНЫЙ ВАРИАНТ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

2.1 Анализ типового технологического процесса

Типовой технологический процесс изготовления деталей типа вал-шестерня, начинается с определения способа получения заготовки. В нашем случае принимаем в качестве заготовки-прокат. Нарезанные мерными частями с необходимым припуском, заготовки подвергаются фрезерно-центровальной операции. Это позволяет обработать торцы заготовки и центровать отверстия, которые в дальнейшем будут являться технологической базой, при обработке на последующих операциях.

Далее следует произвести черновую обработку всех поверхностей. Это нужно для того, чтобы с заготовки снять достаточный слой металла, чтобы в дальнейшем при чистовом точении снимать как можно меньший слой металла, и с возможностью получить заданную чистоту поверхности.

После того, как произвели черновую обработку, необходимо отправить заготовки на термическую обработку, на которой заготовки «отдыхают» и избавляются от остаточных напряжений.

На следующем этапе предстоит произвести чистовое точение поверхности заготовки. На этом этапе оставляют припуск лишь под следующую обработку на шлифовальных станках. Также на токарных станках с ЧПУ, используемых на этом этапе, можно произвести и другие виды обработки на поверхности будущей детали. В нашем случае мы нарезаем резьбу на одном конце вала и можем проточить внутреннее отверстие с использованием специального приспособления.

Далее производится необходимая механическая обработка таких конструктивных элементов, как шпоночные пазы, шлицы, вертикальное отверстие. В нашем случае, обработка этих элементов производится на фрезерных станках. На фрезерном станке мы можем также нарезать зубья.

Так как для вала-шестерни из стали 40Х (особенно в области зубьев) необходимо придать большую твердость и жесткость, подвергаем заготовку дальнейшей термической обработке. Которая закалит область зубьев и это будет способствовать меньшему износу и минимальным поломкам при работе детали вал-шестерня в любом узле.

Далее заготовка подвергается шлифованию. В нашем случае, обрабатываются шейки с обоих концов вала, которые служат под посадку подшипников. Также шлифованию следует подвергнуть поверхности зубьев, данный вид операции будет выполняться фасонным кругом.

В конструкции проектируемой детали присутствуют две поверхности, которые при работе редуктора соприкасаются с манжетой, запрессованной в корпус редуктора. Поэтому для минимального трения и износа поверхность, находящаяся в контакте с манжетой, полируется.

А далее детали поступают на контроль.

При анализе конструкции детали принято использовать станки с ЧПУ для таких операций, как чистовое точение поверхности заготовки, шлифование поверхностей зубьев.

Таблица 2.1 — Принятый маршрутный технологический процесс

№ операции Название операции	Оборудование	Режущий инструмент	Технологические базы
1	2	3	4
005 Фрезерно- центровальная	Фрезерно- центровальный станок 2Г942	Фреза торцовая Т15К6 ГОСТ 6396-78; сверло центров. Р6М5 ГОСТ 14952-75	Поверхности заготовки Ф70, торец
010 Токарная	Токарный станок 16К20	Резец проходной отогнутый Т15К6 ГОСТ 18881-73	Центровые отверстия
015 Токарная	Токарный станок 16К20	Резец проходной отогнутый Т15К6 ГОСТ 18881-73	Центровые отверстия
020 Термическая
025 Токарная с ЧПУ	Токарный станок с ЧПУ 16К20Ф3	Резец проходной отогнутый Т15К6 ГОСТ 18881-73, резец канавочный ГОСТ 20872-80	Центровые отверстия
030 Токарная с ЧПУ	Токарный станок с ЧПУ 16К20Ф3	Резец проходной отогнутый Т15К6 ГОСТ 18881-73, резец канавочный, ГОСТ 20872-80, Резец резьбовой ГОСТ 18885-73	Центровые отверстия
035 Фрезерная	Фрезерный станок 6Р13Ф3	Шпоночная фреза Т15К6 ГОСТ 6396-78, Сверло спиральное ГОСТ 2034-80	Центровые отверстия
040 Шлице-фрезерная	Фрезерный станок 5350	Червячная фреза для шлицевых валов Р6М5 ГОСТ 8072-60	Центровые отверстия
045 Зубо-фрезерная	Фрезерный станок 5В312	Червячная фреза ГОСТ 9324-80	Центровые отверстия
050 Токарно-винторезная	Токарный станок 16К20	Сверло спиральное ГОСТ 2034-80	Поверхность Ф40
055 Термическая
060 Зубо-шевинговальная	Шлифовальный станок OS-30	Круг шлифовальный ГОСТ 2424-83 400Ч16Ч203	Поверхность Ф40
065 Кругло-шлифовальная	Круглошлифовальный станок модель 3М151Ф2	Круг плоский шлифовальный ГОСТ 2425-70 ПП600х60х305	Центровые отверстия
070 Токарно-винторезная	Токарный станок 16К20	Алмазная головка	Центровое отверстие
075 Сверлильная	Вертикально-сверлильный станок 2Н150	Зенкер ГОСТ 12489-71, метчик ГОСТ 3266-81	Повержность Ф40
080 Контрольная	Стол ОТК

2.2 Анализ варианта получения заготовки

Исходя из конфигурации и параметров обрабатываемой детали предлагается три варианта получения заготовки:

-круглый горячекатаный прокат по ГОСТ 2590-2006;

-поковка;

-ковка.

Экономическое обоснование заключается в сравнении себестоимости получения заготовок.

Стоимость заготовки из проката определяется по формуле

, (2.1)

где М — затраты на материал заготовки, руб.;

УСтех — технологическая себестоимость правки, калибрования,

разрезки, руб.

Затраты на материал заготовки М, руб., определяются по формуле

, (2.2)

где — масса заготовки, кг;

S — цена 1т материала заготовки, руб. [3, c. 30];

— масса готовой детали, кг;

— цена 1т отходов, руб. [3, С. 32]

руб.

Определяем технологическая себестоимость Стех, руб., по формуле

(2.3)

где Сп.з. — приведённые затраты на рабочем месте, руб./ч;

Тшт-к — штучно-калькуляционное время выполнения заготовительной

операции, мин

(2.4)

где Lрез — длина резания при резании проката на штучные заготовки, мм;

Lрез=D=70 мм;

l1+l2 — величина врезания и перебега, мм; l1+l2=5мм;[4,С.11];

Sм — минутная подача при разрезании, мм/мин;

Sм=60 мм/мин; ;[4,С.12];

i — коэффициент, показывающий долю вспомогательного времени в

штучном;i=1; [4,С.12].

Заготовка, получаемая ковкой

, (2.5)

где — коэффициент, зависящий от класса точности;; [3, С.33];

— коэффициент, зависящий от группы сложности; ; [3,С.35];

— коэффициент, зависящий от массы; ; [3, c.25];

— коэффициент, зависящий от марки материала; ; [3, С.33];

— коэффициент, зависящий от объема производства;; [3, С.36].

руб.

Экономический эффект , руб., вычисляют по формуле

руб. (2.6)

Выполненные расчеты подтверждают, что экономически целесообразно, в условиях серийного производства, применять в качестве заготовки для детали вал-шестерня — прокат.

2.3 Расчет припусков

Технологический маршрут обработки поверхности Ш65,11 состоит из обтачивания чернового и чистового и шлифования чернового и чистового.

Заготовка

=150 мкм;[9, С.66];=250 мкм; [9, С.66];

Точение черновое

=50 мкм; [9, С.67];=50 мкм; [9, С.67];

Точение чистовое

=30 мкм; [9, С.67];=30 мкм; [9, С.67];

Шлифование

=10 мкм; [9, С.67]; =20 мкм; [9, С.67];

Пространственное отклонение заготовки,мкм, вычисляют по формуле

мкм, (2.7)

где — смещение оси заготовки в результате погрешности центрования,мкм;

;[9, С.73];

Суммарное отклонение расположения при обработке проката в центрах ,мкм, вычисляют по формуле

мкм, (2.8)

где — удельная кривизна заготовок на 1 мм длины, мкм/мм;

мкм/мм[9, С.72];

— длина смещаемой части заготовки, мм.

Пространственное отклонение для точения чернового

мкм (2.9)

Пространственное отклонение для точения чистового

мкм (2.10)

Пространственное отклонение для шлифования

мкм (2.11)

Минимальные значения припусков ,мкм, вычисляют по формуле

(2.12)

мкм,

мкм,

мкм,

мкм.

Вычисляем наименьшие межоперационные размеры и размер заготовки:

— после шлифования чистового

— после шлифования чернового

мм (2.13)

— после точения чистового

мм (2.14)

— после точения чернового

мм (2.15)

— размер заготовки

мм (2.16)

Устанавливаем допуски на межоперационные размеры и размер заготовки:

— на шлифование чистовое мкм,

— на шлифование черновое мкм,

— на точение чистовое мкм,

— на точение черновое мкм,

— на заготовку мкм.

Вычисляем наибольшие операционные размеры и размер заготовки:

— после шлифования чистового

мм (2.17)

— после шлифования чернового

мм (2.18)

— после точения чистового

мм (2.19)

— после точения чернового

мм (2.20)

— размер заготовки

мм (2.21)

Вычисляем предельные значения допусков:

— для шлифования чистового

мм, (2.22)

мм (2.23)

— для шлифования чернового

мм, (2.24)

мм (2.25)

— для точения чистового

мм, (2.26)

мм (2.27)

— для точения чернового

мм, (2.28)

мм (2.29)

Вычисляем общий припуск

мм (2.30)

После проведённых расчётов заносим полученные значения в таблицу 2.2.

Таблица 2.2 — Припуски и предельные отклонения на обрабатываемые поверхности вала

Технологические переходы на поверхность h6	Элементы припуска, мкм	Расчетный припуск Zmin,мкм	Расчетный размер dp, мм	Допуск IT, мкм	Предельный размер, мм	Предельные значения припусков, мкм
Заготовка	150	250	458		67,19	1900	67,19	69,09
Точение черновое	50	50	22.9	2Ч858	65,474	740	65,474	66,214	1716	2876
Точение чистовое	30	30	18.3	2Ч118.3	65,237	74	65,237	65,311	237	903
Шлифовние черновое	10	20	13.7	2Ч73.7	65,09	30	65,09	65,12	147	191
Шлифовние чистовое	5	15	4	2Ч40	65,01	10	65,01	65,11	80	10
Итого				2Ч1090					2180	3980

Рисунок 2.1 — Схема расположения припусков, допусков и предельных размеров

На все остальные обрабатываемые поверхности припуски назначаются по ГОСТ 2590-88. Значения всех припусков сводятся в таблицу 2.3.

Рисунок 2.2 — Заготовка

Таблица 2.3 — Припуски и предельные отклонения на обрабатываемые поверхности вала

Поверхность	Размер, мм	Припуск, мм	Допуск, мм
		Расчетный	Табличный
Торцевая Поверхность 2,3	458	—	4,5	+0,8 -0,8
Диаметр 1	70	—	2·3,3	+0,1 -0,9

2.4 Расчет режимов резания

2.4.1 Расчёт режимов резания аналитическим способом на фрезерно-центровальную операцию

Станок — 2Г942

Фреза дисковая Р6М5 Ш80- ГОСТ22085 — 85

Определяем глубину фрезерования , мм, и ширину В, мм

мм В=70 мм

Определяем подачу на один зуб , мм/зуб

=0,1 мм/зуб

Скорость резания V, м/мин, вычисляют по формуле

, (2.31)

где — коэффициент на скорость резания, [10, С.287];

— стойкость инструмента, мин;

= 120 мин; [10, С.279];

t — глубина резания, мм; t = 2,3 мм;

m — показатель степени; m = 0,2; [10, С.287];

q — показатель степени; q=0,2 [10, С. 287];

x — показатель степени; x = 0,1; [10, С. 287];

y — показатель степени; y = 0,4; [10, С. 287];

u — показатель степени; u = 0,2; [10, С.287];

р — показатель степени; р = 1; [10, С.287].

Общий поправочный коэффициент на скорость резания вычисляют по формуле

, (2.32)

Где KMV — коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала;

KПV — коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки; KПV = 1;

KUV — коэффициент, учитывающий материал инструмента; KUV = 1.

Коэффициент, учитывающий физико-механические свойства обрабатываемого материала , вычисляют по формуле

(2.33)

где = 1;[ 5,С.262];

nv = 1;[ 5,С.262].

м/мин

Частоту вращения шпинделя n, мин-1, вычисляют по формуле

мин-1, (2.34)

где V — скорость резания, м/мин; V = 53,3 м/мин;

d — диаметр фрезы, мм; d = 80 мм.

Корректируем частоту вращения по паспорту станка мин-1

Действительную скорость резания Vд, м/мин, вычисляют по формуле

м/мин (2.35)

Минутную подачу ,мм/мин, вычисляют по формуле

мм/мин, (2.36)

где SZ — подача на зуб, мм/зуб; SZ = 0,1 мм/зуб;

Z — число зубьев; Z = 8;

nд — частота вращения, мин-1 ; nд = 210 мин-1

Корректируем минутную подачу по паспорту станка

мм/мин.

Силу резания Pz, Н, вычисляют по формуле

, (2.37)

где Cp — коэффициент; Cp = 200; [10, С.273];

x — показатель степени; х = 1; [10, С.273];

y — показатель степени; у = 0,75; [10, С.273];

u — показатель степени; u = 1; [10, С.273];

q — показатель степени; q = 0,2; [10, С.273];

w — показатель степени; w = 0; [10, С.273];

Кмр — поправочный коэффициент.

= , (2.38)

где дв — фактический параметр, характеризующий обрабатываемый материал, МПа; дв = 980 МПа;

n — показатель степени; n = 0,3; [10, С.262].

Крутящий момент , Н м, вычисляют по формуле

Нм (2.39)

Проверяем режимы резания по мощности привода станка.

Обработка возможна при условии .

Мощность резания Nрез, кВт, вычисляют по формуле

кВт, (2.40)

где -сила резания, Н;= 1325 Н;

-скорость резания, м/с; Vд = 52,8 м/мин.

Сравниваем Nрез , кВт мощность резания с Nшп, кВт мощностью шпинделя

, (2.41)

где- мощность двигателя, кВт; — 7,5 кВт;

з — КПД; з = 0,8.

, так как , следовательно, обработка возможна.

2.4.2 Расчет режимов резания аналитическим способом для шпоночно-фрезерной операции

Исходные данные для расчета.

Обрабатываемый материал — сталь 40Х ГОСТ4543-71; ув=980 МПа; станок вертикально — фрезерный 6Р13Ф3

Характеристика обрабатываемой поверхности:

Фрезеруется шпоночный паз — В = 8мм, длиной — L = 50 мм.

Выбор режущего инструмента:

Фреза 2234-0135 ГОСТ6396-78 (диаметром 8 мм; L=73мм).

Скорость фрезы:

м/мин,(2.42)

Где Сv — коэффициент, учитывающий обрабатываемый материал;

D-диаметр фрезы в мм;

T — стойкость инструмента в мин;

t- глубина резания в мм;

s-подача в мм/об;

Кv — общий поправочный коэффициент на скорость резания.

Определим коэффициент Кv по формуле из [8, С.285]

,(2.43)

где- коэффициент, учитывающий обрабатываемый материал;

— коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки;

— коэффициент, учитывающий материал инструмента.

Значение коэффициента Кмv рассчитаем по формуле

(2.44)

Где уB — предел прочности, уB = 980 МПа;

KГ — коэффициент, учитывающий группу стали, KГ = 1;

nv — показатель степени, nv = 1;

Тогда скорость вращения фрезы:

м/мин

Определим частоту вращения фрезы:

, мин-1 ,(2.45)

Где D — диаметр фрезы, мм;

n = мин-1

принимаем станка n = 650 мин-1 .

Уточним скорость резания:

м/мин, (2.46)

м/мин

Определим силу резания по формуле из [10, С.284]:

Где Ср — коэффициент, учитывающий обрабатываемый материал;

D — диаметр фрезы, в мм;

tx — глубина резания;

s — подача, в мм/об;

Кмр — общий поправочный коэффициент на силу резания.

Определим мощность резания по формуле из [10, с.284]:

, кВт,(2.47)

Где Pz — сила резания в Н;

V — скорость резания в м / мин.

Проверяем достаточность мощности привода станка.

У станка мод. 6Р13Ф3

NШП = NДВ · з,(2.48)

гдеNДВ — мощность двигателя, в кВт.;

з — К.П.Д. станка

NШП = 3 · 0,85 = 2,55 кВт.,

Обработка возможна при условии, что N ? NШП, следовательно, обработка возможна, так как 0,16 <2,55

2.4.3 Расчет режимов резания табличным способом для операции Токарная с ЧПУ

Исходные данные для расчета.

Обрабатываемый материал — сталь 40Х ГОСТ4543-71; ув=980 МПа; станок токарный с ЧПУ 16К20Ф3. Точение поверхности диаметром 40 мм

Выбор режущего инструмента:

Резцы: 2102-4008 ГОСТ 18879-73

Длина рабочего хода

Lр.х. = lр + у = 240 + 43 = 283 мм ,(2.49)

Где lр — длина резания;

у = 43 мм — длина пробега.

Определяем подачу по формуле :

S0 = Sot Ks cos ,(2.50)

Где Sot = 0,7 мм/об — табличная подача;

Ks = 1 — коэффициент, учитывающий материал детали.

S0 = 0,7 · 1 · 0,961 = 1,92 мм/об.

Определяем скорость резания:

V = Vt · K1 · K2,(2.51)

Где Vt = 90 м/мин — табличная скорость резания;

K1 = 0,9 — коэффициент, учитывающий материал детали;

К2 = 1,2 — коэффициент, учитывающий стойкость инструмента.

V = 90·0,9·1,2= 97,2 м/мин.

Определяем частоту вращения

, мин-1(2.52)

гдеD = 40 мм — диаметр детали:

мин-1

По паспорту станка nст.=670 (мин-1)

Уточняем скорость резания

V =3,14·46·670/1000 = 96,8 м/мин.

2.4.4 Расчет режимов резания на операцию Кругло-шлифовальная

Исходные данные для расчета.

Обрабатываемый материал — сталь 40Х ГОСТ4543-71; ув=980 МПа; станок — кругло-шлифовальный 3М151Ф2.

Характеристика обрабатываемой поверхности:

Шлифуется поверхность диаметром — D = 40мм, длиной —

L = 27 мм. Припуск на диаметр h = 0,2 мм.

Выбор режущего инструмента.

Маркировка абразива — 14А; индекс зернистости — П (содержание основной фракции при зернистости № 6 55%); структура круга — средняя № 1; керамическая связка — к1; класс круга — А; допускаемая окружная скорость круга — 50 м/сек. Диаметр круга — Dk = 600 мм; ширина круга — Вк = 63 мм. Маркировка полной характеристики круга: «Шлифовальный круг МАЗ 14А25ПС17К550А1, 500Ч305Ч63 ГОСТ 2424 — 83».

Определяю глубину резания t = h = 0,2 мм.

Скорость шлифовального круга

,(2.53)

гдеDk — диаметр шлифовального круга (500 мм);

nk — частота вращения шлифовального круга (1450 мин-1).

Итак, скорость шлифовального круга Vk = 46 м/сек, что входит в предел диапазона Vk =45…50 м/сек.

Скорость движения детали,VД = 15…20 м/мин. Принимаем VД = 20 м/мин. Эта скорость может быть установлена на станке мод. 3М151Ф2, имеющим бесступенчатое регулирование скорости вращения шпинделя заготовки в пределах 2…40 м/мин.

Глубина шлифования (вертикальная подача круга) tВ = 0,005…0,015мм. Принимаю tВ = 0,01мм/об; такая величина вертикальной подачи круга имеется у используемого станка.

Определяем мощность резания:

,(2.54)

Где Vд — скорость движения детали,

t — глубина резания.

Выписываем значения коэффициентов и показателей степени:

СN = 1,3; r = 0,75; x = 0,85; y =0,55

Время выхаживания tвых=0,08мин

Слой, снимаемый при выхаживании: aвых=0,05мм

Проверяем достаточность мощности двигателя шлифовального шпинделя. Станок мод. 3М151Ф2:

Nшп=Nдв·з=10·0,85=8,5 кВт,

гдеNдв — мощность двигателя станка (10 кВт); з — К.П.Д. станка (0,85);

N ? Nдв (0,28 < 8,5), следовательно обработка возможна.

Аналогично рассчитываем режимы резания на другие операции и заносим результаты расчетов в таблицу 2.4

деталь технологический производство резание

Таблица 2.4 — Сводная таблица режимов резания

Номер и наименование операции	Модель станка	Глубина Рез., мм	Подача мм/об, мм/зуб	Скорость резания, м /мин	Частота вращения мин-1	Минутная подача, мм /мин	Осн. время, мин
005 Фрезерно- Центровальная 1. Фрезерование торцов 2. Сверл. центр. Отв.	Фрезерно- центровальный станок 2Г942	2,3 1,3	0,1 0,06	52,8 29,15	210 580	168 34,8	0.9
010 Токарная черновая	Токарный станок 16К20	2	0,4	78,6	800	320	0.58
015 Токарная черновая	Токарный станок 16К20	0,25	0,4	66	800	320	0.38
020 Термическая
025 Токарная с ЧПУ 1 Точить Ф65,11 2 точить Ф52 3 точить канавку 4 точить Ф45 5 точить Ф40 6 точить конусность 1:15 7 точить канавку 8 точить Ф33 9 нарезать резьбу М33х1,5-8q	Токарный станок с ЧПУ 16К20Ф3	0,39 6,55 0,25 3,5 2,5 0,5 4 0,5	0,7 0,7 0,5 0,7 0,7 0,7 0,5 1,5 0,12	96,8 96,8 60,7 96,8 96,8 96,8 60,7 120 14,5	670 670 1000 670 670 670 1000 500 1100	250 250 500 250 250 250 500 120 132	2,8
030 Токарная с ЧПУ 1 точить Ф52 2 точить канавку 3 точить Ф45 4 точить Ф40	Токарный станок с ЧПУ 16К20Ф3	6,55 0,25 3,5 2,5	0,7 0,5 0,7 0,7	96,8 60,7 96,8 96,8	670 1000 670 670	250 500 250 250	1,05
035 Шпоночно-фрезерная 1 Фрезеровать шпоночный паз L=16 мм, b=6 мм 2 Фрезеровать шпоночный паз L=50 мм, b=8 мм 3 сверлить отверстие Ф5	Фрезерный станок 6Р13Ф3	2,5 4,5 2,5	1,13 0,3 0,12	17,7 16,3 14,5	470 650 1100	53,1 526,4 132	1,56
040 Шлице-фрезерная	Фрезерный станок 5350	5,5	1	30			10,75
045 Зубофрезерная	Фрезерный станок 5В312		0,5	85	315		21,3
050 Токарно-винторезная	Токарный станок 16К20	1	0,7	96,8	670	250	0,6
055 Термическая
060 Зубо-шевинговальная	Станок OS-30	0,1	0,4	150	200	80	11,2
065 Кругло-шлифовальная	Кругло-шлифовальный станок модель 3М151Ф2	0,2	0,1	20	1450	14,5	1,82
070 Токарно-винторезная	Токарный станок 16К20		0,23	141	1000
075 Сверлильная Расточить отверстие Ф 10; Нарезать резьбу М10х1-7Н	Вертикально-сверлильный станок 2Н150	0,05	0,12 0,1	14,5 135	1100 500	135 100

2.5 Расчет норм времени

В среднесерийном производстве рассчитывается норма штучно-калькуляционного времени:

, (2.55)

где — штучное время, мин;

— подготовительно-заключительное время;

— размер партии деталей.

Штучное время определяется по формуле

, (2.56)

где — оперативное время, мин;

— время на обслуживание рабочего места отдых рабочего, определяется в процентах от оперативного времени.

2.5.1 Расчет норм времени на токарную с ЧПУ операцию

Определяем основное время

, (2.57)

Где Lрез- длина резания;

— величина врезания и перебега;

— количества рабочих ходов.

Основное время:

Определяем вспомогательное время

,(2.58)

где- время на установку и снятие детали [5, С.165];

— время на приёмы управления станком [5, С.165];

— время на измерение детали [5, С.165].

мин.

Определяем оперативное время

,(2.59)

Определяем время на обслуживание рабочего места и отдых

,(2.60)

мин.

Определяем штучное время

мин.

Определяем подготовительно-заключительное время

мин.

Определяем штучно-калькуляционное время

мин.

2.5.2 Расчет норм времени на шпоночно-фрезерную операцию

Определяем основное время

Определяем вспомогательное время

мин.

Определяем оперативное время

мин.

Определяем время на обслуживание рабочего места и отдых

, (2.61)

мин.

Определяем штучное время

Определяем подготовительно-заключительное время

мин.

Определяем штучно-калькуляционное время

мин.

Таблица 2.5 — Сводная таблица норм времени

Номер операции	Наименование операции	Основное время	Вспомогательное время	Оперативное время	Время обслуж. и отдыха	Штучное время	Подготовительно-закл. время	Величина партии	Штучно-кальк. время
005	фрезерно-центровальная	0,9	0,49	1,39	0,08	1,47	16,5	560	1,50
010	токарная	0,58	0,77	1,35	0,08	1,43	21		1,47
015	токарная	0,38	0,57	0,95	0,06	1,01	21		1,04
025	токарная с ЧПУ	2,8	0,81	3,61	0,22	3,83	21		3,86
030	токарная с ЧПУ	1,05	0,67	1,72	0,10	1,82	21		1,86
035	шпоночно-фрезерная	1,56	1,23	2,79	0,15	2,94	18		2,97
040	шлицефрезерная	1,057	1,36	2,42	0,15	2,56	18		2,59
045	зубофрезерная	21,3	1,41	22,71	1,36	24,07	29		24,12
050	Токарно-винторезная	0,6	0,96	1,03	0,08	1,11	14,2		1,42
060	Зубо-шевинговальная	11,2	1,31	12,51	0,75	13,26	24		13,30
065	круглошлифовальная	1,82	1,08	2,90	0,17	3,07	14		3,10
070	Токарно-винторезная	2	0,8	2,8	0,21	3,01	10		3,18
075	Сверлильная	0,5	0,8	1,3	0,3	2,7	10		3,2

2.6 Производим уточнение типа производства

В этом случае для нового технологического процесса рассчитываем необходимое количество оборудования по операциям

Определяем количество станков по формуле

,(2.61)

где- годовая программа, шт.;

— штучное или штучно-калькуляционное время;

— действительный фонд времени, ч. =4029;

— нормативный коэффициент загрузки оборудования, =0,85.

Фактический коэффициент загрузки рабочего места вычисляется по формуле.

Определяем фактический коэффициент загрузки рабочего места и количество операций, выполняемых на рабочем месте.

,(2.62)

где — принятое количество станков.

Количество операций, выполняемых на рабочем месте, определяется по формуле:

,(2.63)

Рассчитанные значения для всех операций заносим в сводную таблицу 2.6

Таблица 2.6 -Расчетные данные для уточнение типа производства

Операция	, мин
фрезерно-центровальная	1,50	0,070	1	0,070	12,2
токарная	1,47	0,068	1	0,068	12,4
токарная	1,04	0,049	1	0,049	17,5
токарная с ЧПУ	3,86	0,180	1	0,180	4,7
токарная с ЧПУ	1,86	0,087	1	0,087	9,8
шпоночно-фрезерная	2,97	0,138	1	0,138	6,1
шлицефрезерная	2,59	0,121	1	0,121	7,0
зубофрезерная	24,12	1,123	1	1,123	0,8
круглошлифовальная	3,10	0,144	1	0,144	5,9
Токарно-винторезная	1,11	0,144	1	0,144	5,9
зубошлифовальная	13,30	0,619	1	0,619	1,4
выглаживание	3,01	0,53	1	0,35	1,78
Итого			11		83,7

Суммарное число операций =83,7.

Определим коэффициент закрепления операций по формуле

,(2.64)

где — принятое количество станков.

По ГОСТ 3.1121-84 коэффициенту закрепления операций соответствует крупносерийное производство ()

3. АНАЛИЗ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ

3.1 Расчёт стоимости основных фондов

Расчёт стоимости технологического оборудования ведём в форме таблицы.

Таблица 3.1 — Стоимость оборудования

Наименование оборудования	Модель	Количество	Габаритные размеры, м	Мощность, кВт	Стоимость станка, млн. руб.
			L	B		цена	монтаж, 10%	стоимость
Фрезерно-центровальный	2Г942	1	3,970	1,75	36	720	72	792
Токарный	16К20	1	2,505	1,19	10	207,6	20,76	228,36
Токарный	16К20	1	2,505	1,19	10	207,6	20,76	228,36
Токарный с ЧПУ	16К20Ф3	1	3,7	2,26	11	676,8	67,68	744,48
Токарный с ЧПУ	16К20Ф3	1	3,7	2,26	11	676,8	67,68	744,48
Шпоночно-фрез.	6Р13Ф3	1	1,56	2,045	7	370	37	407
Шлице-фрезерный	5350	1	2,335	1,55	7,5	555	55,5	610,5
Зубофрезерный	5В312	1	1,79	1,725	7,5	469,9	46,99	516,89
Кругло-шлифов.	3М151Ф2	1	4,95	2,4	11	925	92,5	1017,5
Токарно-винторезный	16К20	1	2,505	1,19	10	207,6	20,76	228,36
Зубошлифов. с ЧПУ	CRG CNC 1040	1	3,56	2,3	17	1665	166,5	1831,5
Токарный	16К20	1	2,505	1,19	10	207,6	20,76	228,36
Итого		11		139		8138,57

Cтоимость станка рассчитывается по формуле:

Scт = Sц ·р, (3.1)

где Sц — цена станка, руб.,

р — цена монтажа, 10% от стоимости оборудования;

Scт = 720·1,1=792 млн. руб.

Scт = 207,6·1,1=228,36млн. руб.

У Scт= 8138,57 млн. руб.

Производственная площадь участка:

PПP = У [ ( Р1 +•P2 ) • CПР ], (3.2)

где Р1 = L • B — удельная площадь на 1 станок;

Р2 = 6 м2 — дополнительная площадь на проходы, проезды;

CПР — принятое количество станков.

PПP=У[(3,97•1,75+6) + (2,505•1,19+6) +(2,505•1,19+6) + (3,7•2,26+6)+ (3,7•2,26+6) + (1,56•2,045+6) +(2,335•1,55+6)+ (1,79•1,725+6)+ (4,95•2,4+6)+ (4,95•2,4+6)+ (3,56•2,3+6)] = 122,595 м2

Вспомогательная площадь:

PBC = РСКЛ + PИРК + РКОНТР + PБЫТ, (3.3)

где РСКЛ — площадь для складирования заготовок и готовых деталей (15% от PПP );

РИРК — площадь инструментально-раздаточной кладовой;

РКОНТР — площадь контрольного пункта,

PБЫТ — площадь бытовых и конторских помещений.

РСКЛ = 0,15 • 122,595 = 18,39 м2

РИРК = 0,65 • УCПР = 0,65 • 11 = 7,15 м2

Площадь контрольного пункта принимается 6 м2 на 1 контролёра:

РКОНТР = 6 м2

PБЫТ = 1,22 • CРАБ. Б. СМ = 1,22 • 8 = 9,76 м2

где CРАБ. Б. СМ = 8 число работающих в большую смену.

Общая площадь участка :

PY = 122,595 + 18,39 + 7,15 + 6 + 9,76 = 163,895 м2

Объём здания участка при высоте h = 6 м :

V = PY h = 163,895• 6 = 983,37 м3

Стоимость здания участка при цене за 1м2 = 1075000 руб.:

SЗД = V • Ц = 983,37 •1075000 =1057,123 млн. руб.

В качестве межоперационного транспорта принимаем электротележку, необходимое количество — 1 шт, цена электротележки 5 млн. руб. :

CТР = 1 • 5 = 5 млн. руб.

Стоимость дорогостоящего инструмента и приспособлений — 10% от стоимости оборудования:

CИ.П. = 0,1 • 8138,57= 813,857млн. руб.

Стоимость дорогостоящего хозяйственного и производственного инвентаря — 2% от стоимости оборудования:

CИ.П. = 0,02 •8138,57= 162,77млн. руб.

Результаты расчёта стоимости сводим в таблицу 3.2.

Таблица 3.2 — Стоимость основных фондов

Группа основных фондов	Стоимость, млн. руб.	В % от общей стоимости
Здания	1057,123	10,39%
Металлорежущее оборудование	8138,57	79,96%
Межоперационный транспорт	5,0	0,05%
Инструмент и приспособления	813,857	7,99%
Инвентарь	162,77	1,6%
Итого	10177,32	100%

3.2 Расчёт затрат на основные материалы

Затраты на материал заготовки М, руб., определяются по формуле

, (3.4)

где — масса заготовки, кг;

S — цена 1т материала заготовки, руб. [4, С 30];

— масса готовой детали, кг;

— цена 1т отходов, руб. [4, С. 32]

руб.

3.3 Расчёт годового фонда заработной платы

Сдельная расценка на операцию определяется по формуле:

РСД = СЧАС • t ШТ-К / 60 , (3.5)

где СЧАС — часовая тарифная ставка соответствующего разряда.

(3.6)

где S1- месячная тарифная ставка 1-го разряда, руб.,

Кт — тарифный коэффициент соответствующего разряда, руб.

Фмес — фонд месячного времени, час. Фмес =167ч.

Кк — корректирующий коэффициент станочника.

Для второго разряда:

руб;

Для третьего разряда:

руб;

Для четвертого разряда:

руб;

Для пятого разряда:

руб;

Рассчитываем сдельные расценки по операциям:

РСД = 2028• 1,50 / 60 = 50,7руб.

РСД = 2745 • 1,47 / 60 = 67,25руб.

Подставляем данные по операциям в формулу и результаты расчётов сводим в таблицу 3.3.

Таблица 3.3 — Нормы штучно-калькуляционного времени и расценки по операциям

№ операции	t ШТ-К. мин	Разряд работы	СЧАС, руб.	РСД, руб.
005	1,50	2	2028	50,7
010	1,47	4	2745	67,3
015	1,04	4	2745	47,6
025	3,86	4	2745	176,6
030	1,86	4	2745	85,1
035	2,97	5	3297	163,2
040	2,59	4	2745	118,5
045	24,12	3	2360	948,7
055	3,10	5	3297	170,3
060	1,42	4	2745	170,3
065	13,30	5	3297	67,3
070	3,18	4	2745	608,5
Итого				2606,8

Прямая заработная плата основных рабочих определяется по формуле:

ФСД 0 = РСД • N • КПР (3.7)

где РСД — сумма сдельных расценок на операцию;

КПР = 1,4 — коэффициент, учитывающий премию;

N = 9000 шт. — производственная программа выпуска. Подставим полученные значения в формулу (5.7)

ФСД 0 = 2606,8• 9000 • 1,4 = 32,845680млн. руб.

Фонд дополнительной зарплаты — 12% от ФСД 0

ФСД Д = 0,12 ФСД 0 = 0,12 • 32,845680= 3,941481млн. руб.

Годовой фонд зарплаты:

ФCД = ФСД 0 + ФСД Д = 32,845680+ 3,941481= 36,787161млн. руб.

Годовой фонд заработная плата вспомогательных рабочих повременщиков:

ФП = РР • FД • СТ • КПР (3.8)

где РР — количество рабочих,

FД = 1864 годовой фонд времени

Дополнительная з/п повременщика 12%

ФП = 3 • 1864 • 3322 • 1,4 = 26,007273 млн руб.

ФП = 1 • 1864 • 3055 • 1,4 = 7,972328 млн руб.

ФП = 1 • 1864 • 2006 • 1,4 = 5,234857млн руб.

Фонд дополнительной зарплаты:

Фд = 26,007273 • 0,12 = 3,120872 млн руб.

Фд = 7,972328 • 0,12 = 956 679руб.

Фд = 5,234857 • 0,12 = 628 182руб.

Суммируем и подставляем в таблицу.

Расчёт ведём в таблице 3.4

Таблица 3.4 — Расчёт годового фонда заработной платы вспомогательных рабочих

Наименование профессии	Количество рабочих	Разряд	Тарифная ставка, руб.	Основной фонд, млн. руб.	Дополнительный фонд, млн. руб.	Годовой фонд, млн. руб.
Наладчик	3	6	3322	26,007	3,1209	29,12815
Ремонтник	1	5	3055	7,9723	0,9567	8,929007
Контролёр	1	3	2006	5,2349	0,6282	5,863039
Итого	5			39,21446	4,705733	43,92019

Годовой фонд заработной платы руководителей (мастера):

ФР = 12 • ОМ • КПР (3.9)

где ОМ = 2000000 руб. оклад мастера,

ФР = 12 • 2300000 • 1,4 =33,600000 млн. руб.

Отчисления на социальное страхование — 35% от годового фонда заработной платы по категориям.

Составим сводную таблицу 3.5

Таблица 3.5 — Сводная ведомость заработной платы.

Категория работающих	Кол-во	Основной фонд, млн. руб.	Дополнительный фонд, млн. руб.	Годовой фонд зарплаты, тыс. руб.	Отчисления на соц. страхование, млн. руб.
Основные рабочие	11	32,845680	3,941481	36,787161	12,87551
Вспомогательные рабочие	5	39,214460	4,705733	43,920190	15,37207
Руководители	1	33,600000	—	33,600000	11,76
Итого	17	105,660140	8,647214	114,307351	40,007573

Отчисления на соцстрахование:

Фст = 36,787161· 0,35 = 12,87551млн руб.

Фст = 43,920190· 0,35 = 15,37207 млн руб.

Фст = 33,600000 0,35 = 11,76 млн руб

3.4 Расчёт расходов, связанных с содержанием и эксплуатацией оборудования

Амортизация оборудования — 6,3% от стоимости оборудования:

A0 = 0,063 • 8138,57= 512,72991 млн. руб.

Амортизация транспортных средств — 5% от стоимости:

AТР = 0,05 • 5 = 0,25 млн. руб.

Стоимость вспомогательных материалов ? 100000 руб. на 1 станок:

BM = 11• 100000 = 1,1 млн. руб.

Затраты на силовую электроэнергию:

W = NУСТ • FД • КЗ • К0 • S / зС • зП, (3.10)

где NУСТ = 139кВт — суммарная мощность эл. двигателей;

FД = 3926 час — годовой фонд времени;

КЗ = 0,9 коэффициент загрузки с дозагрузкой,

S = 1580 руб. 1 кВт / ч — цена 1 кВт / часа электроэнергии,

К0 = 0,75 коэффициент одновременной работы оборудования;

зС = 0,96 коэффициент потерь в сети,

0,9 КПД двигателей.

W = 139• 3926 • 0,9 • 0,75 • 1580 / 0,96 • 0,9 = 673,615718 млн. руб.

Вода для производственных нужд:

QB = SВ • q • KCР • 2 (3.11)

где Н = 25 м3 норма расхода на 1 станок;

q = Н • СПР — годовой расход воды,

СПР = 11 количество станков;

SВ = 11460 руб. — цена 1 м3 воды.

QB = 11460 • 25 • 11 • 0,92 • 2 = 5,798760 млн. руб.

Затраты на сжатый воздух:

PCB = 0.001 Q • FД • KCР • SCB , (3.12)

где Q — расход сжатого воздуха на 1 станок

SСВ = 5000 руб. — цена 1000 м3 сжатого воздуха.

Расход сжатого воздуха по 1 м3 на станок в смену ( работа в 2 смены )

Q = 0,2 • 4 • 2 = 1,6 м3.

PCB = 0,001 • 1,6 • 3926 • 0,92 • 5000 = 0,0289млн. руб.

Расходы на текущий ремонт оборудования — 6% от стоимости оборудования:

Р0 = 0,06 • 8138,57= 488,3142млн. руб.

Расходы на текущий ремонт транспортных средств — 8% от стоимости:

Р0 = 0,08 • 5 = 0,4 млн. руб.

Стоимость текущего ремонта инструмента и приспособлений — 60% от заработной платы вспомогательных рабочих:

РИ.П = 0,6 • 39,214460= 23,528676 млн. руб.

Годовой износ быстро изнашивающегося инструмента и приспособлений — 10% от стоимости оборудования:

И = 0,1 • 8138,57= 813,857млн. руб.

Затраты на восстановление инструмента и приспособлений — 40% от годового износа:

ВИ = 0,4 • 813,857= 325,5428 млн. руб.

Составляем сводную таблицу 3.6.

Таблица 3.6 — Смета расходов на содержание и эксплуатацию оборудования

Наименование затрат	Сумма, млн. руб.
1. Амортизация оборудования	512,72991
2. Амортизация транспортных средств	0,25
3. Стоимость вспомогательных материалов	1,1
4. Силовая электроэнергия	673,615718
5. Вода для производственных нужд	5,798760
6. Затраты на сжатый воздух	0,0289
7. Зарплата вспомогательных рабочих	39,214460
8. Текущий ремонт оборудования	488,3142
9. Текущий ремонт транспортных средств	0,4
10. Текущий ремонт инструмента и приспособлений	23,528676
11. Износ инструмента и приспособлений	813,857
12. Восстановление инструмента и приспособлений	325,5428
13. Отчисления на социальное страхование	15,37207
Итого:	2899,752

3.5 Расчёт цеховых расходов

Амортизация здания — 1% от стоимости здания:

A3 = 0,01 • 1057,123= 10,57123млн. руб.

Амортизация инвентаря — 9,1% от стоимости инвентаря:

AИ = 0,091 • 162,77= 14,81207 млн. руб.

Затраты на электроэнергию для освещения:

W0 = РЦ • F0 • q • S / 1000 , (3.13)

где PЦ = 122,595 м2 — площадь участка;

F0 = 2700 час — годовой фонд времени работы светильников;

q = 16 Вт / м2 — удельный расход электроэнергии,

S = 1580 руб. 1 кВт / ч — цена 1 кВт / часа электроэнергии.

W = 122,595 • 2700 • 16 • 1580 / 1000 = 8,367844млн. руб.

Расход пара на отопление:

QП = V • H • q • SП / 1000 • i , (3.14)

где V = 983,37 м3 — объём участка;

Н = 4320 час — число отопительных часов в сезоне;

q = 20 Ккал / час м3 — удельный расход тепла,

S = 106120 руб. — цена 1 т пара.

i = 540 Ккал / час м3 — теплоотдача пара.

QП = 983,37• 4320 • 20 • 106120 / 1000 • 540 = 16,696835 млн. руб.

Затраты на воду для хозяйственно-бытовых нужд:

QB = P • F • q • SB / 1000, (3.15)

где P = 17 — число работающих на участке;

F = 253 — число рабочих дней в году;

q = 0,08 м3 — удельный расход воды,

SВ = 11460 руб. — цена 1 м3 воды.

QВ = 17 • 253 • 0,08 • 11460 / 1000 = 0,0394 млн. руб.

Вспомогательные материалы на содержание помещений — 2,5% от стоимости здания:

ВМ = 0,025 • 1057,123= 26,428075млн. руб.

Затраты на текущий ремонт здания — 3% от стоимости здания:

ТР = 0,03 • 1057,123= 31,71369 млн. руб.

Затраты на текущий ремонт инвентаря — 10% от его стоимости:

ТРИ = 0,1 • 162,77= 16,277 млн. руб.

Износ малоценного быстро изнашивающегося инвентаря — 200000 руб. на 1 чел.

ИИ = 200000 • 17 = 3,4 млн. руб.

Прочие расходы — 500000 руб. на 1 человека:

ПР = 500000 • 17= 10,5 млн. руб.

Составляем сводную таблицу 3.7.

Таблица 3.7 — Смета цеховых расходов

Наименование затрат	Сумма, млн. руб.
1. Зарплата руководителей	33,600000
2. Отчисления на социальное страхование	11,76
3. Амортизация здания	10,57123
4. Амортизация инвентаря	14,81207
5. Электроэнергия для освещения	8,367844
6. Пар на отопление	16,696835
7. Вода для хозяйственно-бытовых нужд	0,0394
8. Вспомогательные материалы	26,428075
9. Текущий ремонт здания	31,71369
10. Ремонт инвентаря	16,277
12. Износ инвентаря	3,4
13. Прочие расходы	8,5
Итого	182,1661

Так как производилась догрузка оборудования, то определяем долю затрат, приходящихся на заданную программу:

где РСЭО, ЦР — расходы на содержание и эксплуатацию оборудования и цеховые расходы соответственно;

Кс, К ср с д — коэффициенты загрузки оборудования соответственно по программе и с дозагрузкой;

Нс = 2899,752 · 0,26 / 0,88 = 856,74 млн. руб

Нц = 182,1661 · 0,26 / 0,88 = 53,82 млн. руб

3.6 Калькуляция себестоимости детали

Расчёт калькуляции себестоимости ведём в виде таблицы 3.8.

Таблица 3.8 — Калькуляция себестоимости

Статья калькуляции	На программу, млн. руб.	На 1 деталь, руб.
Затраты на материалы	14,688	1632
Основная зарплата производственных рабочих	32,845	2606,8
Дополнительная зарплата производственных рабочих	3,941481	437,9
Отчисления на социальное страхование ( 34% от ФОТ )	12,87551	1430,6
Белгосстрах ( 1% от ФОТ )
Расходы на содержание и эксплуатацию оборудования	856,74	95139
Цеховые расходы	53,82	5980
Цеховая себестоимость	974,910	107226
Общехозяйственные расходы (153% от ФОТ)	50,253890	5584
Производственная себестоимость	1025,164	112810,3
Коммерческие расходы (1% от производственной с/с )	10,251645	1128
Полная себестоимость	1035,416	113938
Прибыль ( 25% от полной себестоимости )	258,854	28484
Отпускная цена (полная с/с + прибыль)	1294,270	142423
НДС= ( С/С + Пр ) 20%	258,854	28484
Цена отпускная	1553,124	170907

4. МЕРОПРИЯТИЯ ПО ОХРАНЕ ТРУДА

Охрана труда — система обеспечения жизни и здоровья, работающих в процессе их трудовой деятельности, включающая в себя правовые, организационные, технические, санитарно-противоэпидемические, медицинские и др. мероприятия и средства. Основные направления охраны труда — это внедрение системы управления охраной труда, создание безопасной техники и технологии, комплексная механизация и автоматизация производства.

В разделе охрана труда рассматриваются вопросы производственной санитарии, техники безопасности и пожарной безопасности при изготовлении детали, технологический процесс на которую разработан в инженерной части. Деталь изготавливается в цехе Белорусского автомобильного завода. Для технологического процесса механической обработки детали распределитель 7548-1701384-10 на участках характерны опасные и вредные производственные факторы (ОПФ и ВПФ), которые по своей природе и воздействию на человека подразделяются на: физические, биологические, психофизиологические и химические (шум, вибрация, освещение, вредные вещества в воздухе рабочей зоны).

Таблица 4.1- Характеристика опасных, вредных и токсичных веществ

Исходные параметры	Характеристика реализуемого параметра
Наименование вещества	СОЖ
Агрегатное состояние	жидкое
Класс опасности вещества	3-ий класс
Предельно допустимая концентрация, мг/м3	7
Количество выделяющегося в воздух рабочей зоны вещества .мг/м3	3

Таблица 4.2 — Характеристика производственной вибрации

Исходные параметры	Хар-ка реализуемого пар-ра
Характеристика рабочего места	постоянное
Источники вибрации	Основное и вспомогательное оборудование
Реальные величины параметров вибрации,дБ дБ	80
Допустимые величины параметров вибрации, дБ	96
Мероприятия по достижению нормируемых параметров производственной вибрации	Внедрение средств автоматизации и прогрессивной технологии, исключающих контакт работающих с вибрацией

Таблица 4.3 — Характеристика производственного шума

Исходные параметры	Характеристика реализуемого параметра
Характеристика рабочего места	постоянное
Источники шума	Основное и вспомогательное оборудование
Уровни звукового давления на проектируемом участке , дБ	До 85 дБА
Допустимые уровни звукового давления, дБ	До 80
Мероприятия по достижению нормируемых параметров производственного шума	Замена ударных процессов и механизмов безударными Замена возвратно-поступательного движения вращательным Соединение соударяемых и трущихся металлических деталей с пластмассовыми Применение принудительной смазки в сочленениях для предотвращения их износа и возникновения шума от трения Уменьшение интенсивности вибраций поверхностей, создающих шум, путем обеспечения их жесткости и надежности крепления. Применение в бункерах и др. таре, выполненной из металла резиновых прокладок на днище.

Таблица 4.4 — Характеристика опасности поражения персонала электрическим током

Исходные параметры	Характеристика реализуемого параметра
1	2
Класс помещения по опасности поражения электрическим током	Особоопасное
Напряжение электрического тока питания электросистем изделия , В	Сеть освещения… 220 Сеть эл.привода…380
Мощность источника электрического тока , кВА	<100
Тип исполнения электрооборудования	1Р52
Класс электрооборудования по способу защиты человека от поражения электрическим током	0I,I
Средства коллективной защиты от поражения электрическим током	Заземление; зануление; ограждение; защитное отключение
Способ отключения электрооборудования от сети	Общий рубильник, автоматический, ручной
Сопротивление изоляции токоведущих частей , МОм	Не менее 0,5
Тип заземления	контурное
Удельное сопротивление грунта , Ом.м	Супесок сгр =300 Ом·м
Нормируемое значение сопротивления защитного заземления , Ом	4
Индивидуальные средства защиты	Основные: оперативные и измерительные штанги, изолирующие и токоизмерительные клещи, диэлектрические перчатки, инструмент с изолированными ручками Дополнительные: Диэлектрические боты, диэлектрические коврики и изолирующие подставки.

Таблица 4.5 — Характеристика опасностей при работе изделия (оборудования) на холостом ходу и при обработке деталей

Исходные параметры	Характеристика реализуемого параметра
Опасные зоны машин	Зона обработки
Средства защиты, исключающие попадание человека в опасную зону	Защитные ограждения
Способ крепления детали в изделии при ее обработке	Вручную
Масса обрабатываемой детали, кг	4,2
Средства механизации при установке, креплении и снятии обрабатываемой детали	Не требуются
Средства защиты человека от стружки(пыли) при обработке детали	Защитный экран
Способ уборки стружки	вручную

Таблица 4.6 — Метеорологические условия на участке Вентиляция. Отопление

Исходные параметры	Характеристика реализуемого параметра
Наименование производственного помещения и его объем , м3	Цех мехобработки
Характеристика тяжести работы	IIб
Период года	холодный
Параметры микроклимата.	Температура воздуха рабочей зоны , С Относительная влажность воздуха, % Скорость движ. Воздуха, м/с Скорость движения воздуха, м/с	15-22 15-75 0,2-0,3
Вентиляция	Системы вентиляции в помещении и на рабочем месте Кратность обмена воздуха ,ч-1 Баланс воздуха	вытяжная не менее 5 обменов в час слабоположительный
Отопление	Система отопления в помещении Теплоноситель и его параметры	Водяное центральное Горячая вода t=на входе 70 t=на выходе из системы 55

Таблица 4.7 — Искусственное освещение на участке

Исходные параметры	Характеристика реализуемого параметра
Наименование помещения и рабочего места	Цех мехобработки
Площадь помещения , м2	18х12
Разряд зрительной работы	IIIв
Освещенность при рабочем освещении , лк	300
Освещенность при аварийном освещении : на рабочих местах % , на путях эвакуации , лк	5% от нормального освещения На проходах, ступеньках не менее 20; на открытой территории не менее 15
Источник питания аварийного освещения	генератор
Источник света	Люминесцентные лампы
Исполнение светильника	открытые
Мощность лампы светильника , Вт	ЛДЦ 30
Количество светильников , шт	См.ниже

Для определения коэффициента использования светового потока ламп необходимо найти ряд параметров. Вначале определяем кривую силы света светильников по значению m в соответствии с формулой:

где L — рекомендуется принимать 5-6 м для производственных помещений ;

Нр = h — Но ,

где h — высота подвеса светильников; h = 15 м ;

Но — высота рабочей поверхности; Но = 0,8 м ;

Нр = 15 — 0,8 = 14,2 м ;

По значению m = 0,42 определяем кривую силы света светильников, которые следует использовать в данном помещении. Согласно таблицы это светильники с кривыми К-2. Из таблицы определяем, что таким светильником могут быть РСП10, РСП18, а по данным таблицы для механического участка следует использовать светильник РСП10. КПД данного светильника при излучении светового потока вниз равен 75%.

Определим показатель освещаемого помещения по формуле :

где зс — коэффициент полезного действия светильника ;

зn — показатель освещаемого помещения

Коэффициенты отражения светового потока от потолка спот = 0,5 (строительные конструкции с побелкой, запыленные можно сравнить с серым бетоном), от стен сст = 0,3 (те же конструкции, но с наличием систем вентиляции и других металлоконструкций у стен можно приравнять к темно-серому мрамору), от рабочей поверхности ср = 0,1 (в основном темные поверхности, можно приравнять к черному граниту, мрамору).

Индекс помещения определяем по формуле:

где А и В — длина и ширина участка, м. ;

По таблице зn для спот = 0,5; сст = 0,3; ср = 0,1 и i = 0,6 для светильников группы К-2 равен 0,73. С учетом КПД светильника:

Необходимое число светильников определяем по формуле :

где Eн — нормативная минимальная освещенность рабочего места, Eн = 2000 лк;

S — площадь освещаемого помещения, м2;

К — коэффициент запаса, К = 1,5;

Z — коэффициент минимальной освещенности, Z = 1,15;

FД — световой поток лампы, FД = 55000 лк ;

Принимаем N = 4 шт.

Расчет сопротивления защитного заземления. Определим сопротивление единичного заземлителя.

Для искусственного трубчатого заземления, можно записать:

где — удельное сопротивление грунта, Омсм ;

lт — длина трубы, [см]; d — наружный диаметр трубы, см ;

h — глубина заложения трубы (от поверхности трубы до середины трубы).

Примем длину заземлителя lт равной 2 м, диаметр заземлителя d=0.05 м, =167 Омм,

h= h1 + 0,5 lт=1+0,5=1,5,

где h1 — глубина промерзания грунта.

Тогда сопротивление заземлителя

Так как Rт = 60.96>4 Ом, то следует использовать несколько заземлителей.

Количество заземлителей можно рассчитать по формуле:

где Rн — нормированное значение сопротивления ;

з — коэффициент сезонности ;

с — коэффициент экранирования.

Тогда при з=1, с=0,9 получим:

Принимаем n = 7 шт.

Полученное количество заземлителей соединяем между собой стальной полосой шириной 0,04 м также обеспечивающей растекание тока в земле.

Таблица 4.8 — Пожарная безопасность. Молниезащита

Исходные параметры	Характеристика реализуемого параметра
Класс помещения по взрывоопасности (пожароопасности)	Не классифицируются
Категория производства по пожароопасности	Д
Характеристика материалов стен по сгораемости	Несгораемые (0,5)
Характеристика материалов перекрытий по сгораемости	Несгораемые (2,5)
Степень огнестойкости стен здания и их огнестойкость , ч	II
Расстояние от рабочего места до эвакуационного выхода , м	Не более 75м
Средства пожаротушения	Огнетушители, ящик с песком, бочки с водой
Категория молниезащиты здания (сооружения)	IIIв
Тип молниеприемника	Металлическая сетка

Таблица 4.9 — Компенсация профессиональных вредностей. Индивидуальная защита .Личная гигиена

Исходные параметры	Характеристика реализуемого параметра
Профессия (должность )	станочник
Условия труда	допустимые
Продолжительность рабочей недели , ч	40
Дополнительный отпуск , дни	1-3 дней
Пенсионный возраст , лет	55 женщины 60 мужчины
Обеспечение лечебно-профилактическим питанием или спецжирами	молоко
Спецодежда	Комбинезон
Спецобувь	Ботинки на резиновой подошве
Индивидуальные средства защиты органов зрения	очки
Индивидуальные средства защиты головы	кепка

5. МЕРОПРИЯТИЯ ПО ПРОМЫШЛЕННОЙ ЭКОЛОГИИ

Никакое общество не может развиваться без потребления. Для удовлетворения своих потребностей люди организуют хозяйственную деятельность. Основой хозяйственной деятельности является производство. Цели его развития в разных сообществах различны. Но какими бы, ни были цели и принципы общественного развития, возникновение противоречий между человеком и природой, между производством и естественными экологическими системами неизбежно.

В современном мире численность населения Земли быстро возрастает. Соответственно растут и потребности людей, причем не пропорционально росту их численности, а более высокими темпами вследствие расширения ассортимента, количественного и качественного роста потребления благ. Удовлетворить эти непрерывно умножающиеся потребности можно только за счет развития производства. Развитие производства немыслимо без использования природы и ее разнообразных ресурсов. Ежегодно человечество отторгает от природы десятки миллиардов тонн природного вещества — это уголь и руда, нефть и газ, различные строительные материалы, водные и продовольственные ресурсы, кислород и другие газообразные вещества, древесина и т. п.

Экологическая обстановка в мире осложняется и ухудшается более интенсивно, чем этому противостоят предпринимаемые меры.

Но, пожалуй, самое отрицательное воздействие производства на окружающую природную среду — это ее загрязнение, которое во многих районах мира достигло критического уровня для устойчивости экологических систем и здоровья людей.

Загрязнение атмосферного воздуха сопровождается массовой гибелью лесов — «легких планеты», снижением поголовья или исчезновением видов фауны, снижением урожайности сельскохозяйственных культур, потерей рыбопродуктивности водоемов, наносит урон здоровью людей. Общий экономический ущерб при этом исчисляется каждый год десятками миллиардов долларов.

Все это ставит перед всеми людьми и особенно перед теми, кто ответствен за научно-технический прогресс, кто призван принимать решения на государственном и международном уровнях, объективное требование — учитывать воздействие производства на окружающую среду. Не допускать превышения порогов устойчивости экологических систем, чтобы не вызвать необратимых процессов в природе, способных привести к ее критической деградации и гибели всего живого на Земле.

Отрицательное воздействие производства на окружающую среду обусловлено не только его нерациональной структурой, но и несовершенством технологических процессов. Об этом свидетельствует уже тот факт, что из огромного количества вещества, изымаемого людьми из природной среды для целей производства, в конечный продукт превращается лишь 1,5-2,0%. Основная же его масса переходит в производственные и бытовые отходы.

Перед человечеством неотвратимо встала задача разумного, рационального природопользования, позволяющего удовлетворять жизненные потребности людей в сочетании с охраной и воспроизводством природной среды.

С этих позиций ключевой научно-технической дисциплиной, определяющей способы и средства достижения экологически разумного компромисса между человеком и природой, является промышленная или инженерная экология.

Промышленная экология (наука об эколого) — экономических системах, т.е. о совокупности систем, включающих в себя промышленные предприятия и другие объекты хозяйственной деятельности территорий и всем комплексом живущих на этой территории организмов.

Промышленная экология — раздел экологии, изучающий закономерности формирования природно-производственных комплексов и способы обеспечения их экологической безопасности.

Современная промышленная экология — самостоятельная наука, изучающая влияние промышленной деятельности на биосферу и её эволюцию в техносферу, а так же определяющая пути достаточно безболезненного для человеческой цивилизации перехода техносферы в ноосферу.

Мероприятия по предупреждению загрязнения воздушной среды складываются из:

-общих мероприятий;

-технологических;

-методов очистки вредных выбросов;

-контроля за выбросами.

При разработке общих мероприятий необходимо учитывать взаимодействие всех видов выбросов (технологических, вентиляционных, высоких и низких, организованных и неорганизованных и т.д.), необходимо принимать во внимание фон загрязнений, созданный соседними предприятиями, а так же перспективу развития предприятия и нормирование её мощности. При этом учитываются природно-климатические и атмосферные условия, рельеф местности и условия проветривания связаны с планировкой и застройкой площадки.

Технические мероприятия должны рассматриваться как основные, т.к. они позволяют наиболее эффективно снижать и даже исключать выброс вредных веществ в атмосферу на месте их образования.
К ним относятся: совершенствование технологического процесса и герметизация оборудования и аппаратуры; создание замкнутых технологических процессов, при которых исключается выброс в атмосферу хвостовых газов.

В перспективе технологических мероприятий: замена вредных веществ в производстве; очистка сырья от вредных примесей; замена сухих способов переработки мокрыми; замена пламенного нагрева электрическим, периодических процессов непрерывными.

Улавливание и очистка вредных выбросов. Применяемые методы очистки разнообразны и отличаются как по конструкции аппаратов так и по технологии обезвреживания газовых выбросов.

Выбор метода очистки отходящих газов зависит от конкретных условий производства и определяется рядом основных факторов: объемом и температурой отходящих газов; агрегатным состоянием и физико-химическими свойствами примесей; концентрацией и составом примесей; необходимостью рекуперации или возвращения их в технологический процесс; капитальными и эксплуатационными затратами; экологической обстановкой в регионе.

Контроль за выбросами. Назначение систем автоматического контроля за уровнем загрязнения атмосферного воздуха на больших площадях, а так же за валовыми выбросами основных источников, констатировать за предельно короткий промежуток времени (120 мин) степень загрязнения атмосферного воздуха и экстренно сигнализировать о её высоких уровнях.

Для контроля за валовыми выбросами в трубах и шахтах, через которые выбрасываются вредные вещества, требуется установить газоанализаторы и расходомеры.

Обязателен контроль качества селитебных территорий.

Устанавливают три категории постов наблюдений: Стационарный пост предназначен для обеспечения непрерывной регистрации содержания загрязняющих веществ и регулярного отбора проб для последующих анализов.

Маршрутный пост предназначен для регулярного отбора проб воздуха в фиксированных точках местности при наблюдениях, которые проводятся по графику в нескольких точках.

Передвижной пост предназначен для отбора проб под дымовым (газовым) факелом. Места отбора проб выбирают на разных расстояниях от источника загрязнения в зоне воздушного бассейна.

Каждый пост в независимости от категории размещается на открытой площадке с не пылящим покрытием: на асфальте, грунте, газоне и т.д.

Стационарный и маршрутный посты размещаются в центральной части, жилых районах с различным типом постройки, зонах отдыха, на территориях прилегающих к магистралям интенсивного движения транспорта. Высоту отбора проб устанавливают 1,5 — 2,5 м от поверхности земли. Одновременно с отбором проб воздуха определяют направление и скорость ветра, температуры и влажность воздуха, состояние атмосферы.

В период НМУ, которые могут привести к значительному возрастанию содержания основных загрязняющих веществ, наблюдения проводят через 3 часа. Одновременно отбирают пробы под факелами источников загрязнения на территории наибольшей площади населения.

6. МЕРОПРИЯТИЯ ПО ЭНЕРГО-РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЮ

Нормирование расхода топливно-энергетических ресурсов (ТЭР)-определение меры рационального потребления этих ресурсов на единицу продукции установленного качества. Основная задача нормирования энергопотребления как составной части энергетического менеджмента-обеспечить применение в производстве методов рационального распределения и эффективного использования энергоресурсов.

Норма расхода ТЭР позволяет:

— планировать потребность ТР на производство определенного количества продукции;

— анализировать работу предприятия и его подразделений путем сопоставления норм и фактических удельных расходов ТЭР;

— определять удельную энергоемкость данного вида продукции;

— сравнивать энергоемкость одноименного продукта, производимого разными способами.

В основе составления расхода ТЭР лежит анализ энергетических балансов промышленных предприятий.

Нормы расхода топлива, тепловой, электрической и механической энергии различаются как по степени агрегации-индивидуальные, групповые, по составу расходов-технологические, общепроизводственные.

Индивидуальная норма расхода ТЭР-норма расхода на производство единицы определенного продукта, изготавливаемого определенным способом на конкретном оборудовании.

Групповая норма расхода ТЭР-норма расхода на производство единицы одноименной продукции, изготавливаемой по различным технологическим схемам, на разнотипном оборудовании, из различного сырья.

Технологическая норма расхода ТЭР-норма расхода на основные и вспомогательные технологические процессы производства данного вида продукции.

Общепроизводственная норма расхода ТЭР-норма, которая учитывает расходы энергии на основные и вспомогательные технологические процессы, на вспомогательные нужды производства, а также технически неизбежные потери и энергии в преобразователях, тепловых и электрических сетях предприятий, отнесенных на производство данной продукции.

К общепроизводственной норме расхода ТЭР относятся: отопление, вентиляция, освещение, внутренний транспорт, хозяйственно-бытовые нужды, потери в сетях и преобразователях,

К технологическим нормам расхода ТР относятся: технологические процессы, поддержание технологического оборудования в горячем резерве, разогрев и пуск агрегатов после плановых остановок, нормативные потери технологического оборудования.

Основными методами разработки норм расхода ТЭР являются:

— опытный (приборный);

— расчетно-статистический-на основе статистических данных об удельных энергетических затратах на ряд предшествующих лет, т.е. метод экстраполяции или энергетического планирования;

Расчетно-статистический и расчетно-аналитический методы применяются для разработки как индивидуальных, так и для групповых норм расхода ТЭР. Опытный (приборный, приборно-расчетный) метод применяется для определения только индивидуально-групповых норм расхода ТЭР.

Индивидуальная норма расхода ТЭР определяется по соотношению [1, С. 128]

, (6.1)

где , -статьи расхода и количество статей расхода, по которым рассчитывается норма.

Если одна из статей расхода намного превосходит остальные, целесообразно представить в виде [1, С.128]

, (6.2)

где .

Групповая норма расхода ТЭР определяется по соотношению [1, С. 128]

, (6.3)

где — индивидуальная норма расхода по -той технологической группе;

-удельный вес i-той составляющей в общем объеме производства продукции,

-количество технологических групп.

Технологическая цеховая норма расхода ТЭР определяется по соотношению [1, С. 128]

, (6.4)

где -технологическая цеховая норма расхода энергоресурсов на технологический процесс производства i-продукта в j-ом цехе;

-расход энергоресурсов на технологический процесс;

-объем производства i-того продукта (товарного) или его составляющей (полупродукта) в j-том цехе.

Технологическая заводская (отраслевая) норма расхода ТЭР определяется по соотношению [1, С. 129]

, (6.5)

где -количество цехов предприятия (предприятий), выпускающих продукцию;

-объем производства i-того продукта на предприятии.

Общепроизводственная цеховая норма расхода ТЭР определяется по соотношению [1, С. 130]

, (6.6)

где -общепроизводственная цеховая норма расхода энергоресурсов на производство i-того продукта в j-том цехе;

-удельный расход энергоресурсов на технологический процесс производства i-того продукта в j-том цехе;

-суммарный расход энергоресурсов на вспомогательные нужды j-того цеха;

-объем производства i-того продукта в j-том цехе;

-коэффициент пропорциональности, согласно которому производится распределение общепроизводственных цеховых затрат энергии по видам продукции.

Вспомогательные критерии энергетической эффективности. Для проведения режима энергосбережения и анализа энергоиспользования наряду с нормами расхода ТЭР должны применяться следующие показатели, характеризующие эффективность использования ТЭРП на предприятии или отрасли: удельная энергоемкость продукции (работ, услуг), обеспеченность прироста потребности в ТЭР за счет их экономии, энергопроизводительность.

Удельная энергоемкость продукции-отношение всей потребляемой на производственные нужды за год энергии к годовому объему продукции [1, С. 132]

, (6.7)

где -вся энергия, потребляемая на производственные нужды за год (в пересчете на условное топливо);

-годовой объем продукции (в натуральном, условном или стоимостном выражении).

Обеспеченность прироста потребности ТЭР за счет их экономии — отношение экономии ТЭР к приросту потребность в ТЭР [1, С. 133]

; (6.8)

; (6.9)

, (6.10)

где Э-экономия ТЭР;

-прирост потребности в ТЭР;

-экономия за счет снижения норм расхода по отношению к базисному году (за базисный принимается среднестатистический год, предшествующий отчетному);

-экономия за счет увеличения использования ВЭР по отношению к i-тому году;

-нормы расхода энергоресурса в базисном и отчетном годах;

-оюъем выпуска продукции в отчетном году.

Энергопроизводительность-выход продукции на единицу стоимости ТЭР [1, С. 133]:

; (6.11)

где -объем выпуска продукции (в стоимостном выражении);

-объем затрат ТЭР (в стоимостном выражении).

Классификация организационно-технических мероприятий по экономии ТЭР приведена на рисунке 6.1

Рисунок 6.1 — Резервы энергосбережения и повышения энергоэффективности

Вместе с тем, при определении энергетической и соответственно экономической эффективности, проводимых организационно-технических мероприятий, следует учитывать ряд факторов, которые могут приводить к увеличению потребления ТЭР, но при этом как совершенствовать саму технологию, так и повышать качество конечной продукции. К факторам, повышающим удельный расход ТЭР, можно прежде всего отнести охрану окружающей среды, повышение безопасности и надежности технологического оборудования, а также повышение (расширение) потребительских качеств продукции.

По виду и составу получаемого экономического эффекта все ОТМ можно разделить следующим образом:

1. Мероприятия в системе энергосбережения, не влияющие на производственный процесс. Экономический эффект реализации данного типа мероприятий может достигаться за счет сокращения энергетических потерь и издержек производства, передачи и распределения энергии на ТЭЦ и в котельных, в компрессорных и холодильных станциях; в тепловых, электрических и других энергетических сетях; в трансформаторах, центральных бойлерных.

2. Мероприятия в системе энергосбережения, влияющие на производственный процесс. При проведении подобных мероприятий может поменяться количество и качество энергии, передаваемой из системы энергоснабжения в систему энергопользования, а в результате-реконструируется или интенсифицируется производственный процесс. Экономический эффект в этом случае достигается за счет экономии энергии и сокращения издержек при производстве, передаче и распределении энергии, а также получения выгод в самом производственном процессе (увеличение выпуска продукции, повышения ее качества, сокращения расхода материалов).

3. Мероприятия в системе энергопользования, не влияющие на технологический процесс. К этим мероприятиям относятся все работы во вспомогательных системах обеспечения основного технологического процесса (отопление, вентиляция, горячее водоснабжение, освещение), а также во вспомогательных цехах и службах, если они непосредственно не влияют на основной технологический процесс. Экономический эффект в этом случае достигается за счет экономии энергии во вспомогательном производстве, сокращение эксплуатационных расходов в основном и вспомогательном производстве.

4. Мероприятия в системе энергопользования, влияющие на технологический процесс. В системе энергопользования таких работ большинство, так как энергопотребляющие агрегаты прямо встроены в технологический процесс. Экономический эффект в этом случае достигается за счет экономии энергии и сокращения эксплуатационных расходов в основном производстве.

5. Мероприятия, повышающие надежность работы энергоустановок. Они могут осуществляться как в системе энергоснабжения, так и в системе энергопользования. Экономический эффект в данном случае определяется по предотвращенному (или сниженному) ущербу от некачественного энергоснабжения (от перерывов в энергоснабжении, отклонения параметров энергии от заданных).

Расчет эффекта от реализации ОТМ. Экономия энергоресурсов от внедрения ОТМ в производстве конкретного продукта, в котором отсутствуют структурные группы, равна [1, С. 136]

, (6.12)

где -экономия ТЭР от внедрения ОТМ по продукту в целом;

-экономия ТЭР от внедрения конкретного j-того мероприятия;

-количество мероприятий по данному продукту.

Экономия ТЭР от внедрения конкретного j-того мероприятия может быть найдена специальный расчетом или по формуле [1, c.136]

, (6.13)

где -величина экономии нормируемого вида ТЭР на единицу объема внедрения мероприятия;

-объем потребления ТЭР или объем производства продукции по объектам, где будет внедряться данное мероприятие.

При наличии структурных групп экономия ТЭР от внедрения ОТМ в производство продукта [1, С. 136]

, (6.14)

где -экономия ТЭР от изменения объемов производства в структурных группах в целом по продукту;

-экономия ТЭР от внедрения ОТМ в структурную группу;

-экономия ТЭР от изменения объемов производства в i-той структурной группе;

-количество структурных групп.

Экономия ТЭР от изменения объемов производства в i-той структурной группе ( [1, С. 137]

, (6.15)

где , -нормы расхода энергоресурса в базисном году по структурной группе и по продукту;

-план производства по структурной группе в планируемом и базисном годах.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В дипломном проекте выполнен анализ конструкции детали, включая анализ служебного назначения детали, анализ технологичности конструкции. Проведен размерный анализ чертежа детали. Определен тип производства.

Разработан проектный вариант технологического процесса изготовления детали, в котором выполнены: анализ типового технологического процесса изготовления деталей типа вал-шестерня, проведен анализ вариантов получения заготовки, произведен расчет припусков, режимов резания и норм времени на все операции.

Важным этапом проектирования технологии является назначение маршрутного техпроцесса обработки, выбор оборудования, режущего инструмента и станочных приспособлений. В результате проведенного анализа типового технологического процесса изготовления вала-шестерни, были спроектированы технологические операции, такие как: фрезерно-центровальная, предварительная токарная обработка, чистовая токарная обработка на станке с ЧПУ, обработка на станках фрезерной группы таких элементов, как шпоночные пазы, отверстие, зубья, шлицы. После производится шлифование поверхности вала и зубьев.

В разделе охрана труда изучены опасные и вредные для здоровья работников факторы, действующие на участке изготовления проектируемой детали, разработаны технические, технологические, организационные решения по устранению этих факторов, разработаны рекомендации по эксплуатации и использованию оборудования.

В ходе работы были решены поставленные технологические задачи, разработаны оптимальные условия обработки, продумана эффективность в достижении лучшего результата с наименьшими производственными затратами.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Андрижиевский, А.А. Энергосбережение и энергетический менеджмент: учеб. пособие / А.А. Андрижиевский. — Минск: Высш. шк., 2005. — 294 с.

2. Бабук, В.В Дипломное проектирование по технологии машиностроения: учеб. пособие / В.В. Бабук. — Минск: Высш. шк.,1979. —217 с.

3. Горбацевич, А.Ф. Курсовое проектирование по технологии машиностроения: учеб. пособие / А.Ф. Горбацевич, В.А. Шкред. — Минск: Высш. шк., 1983 — 126 с.

4. Кочергин, И.А. Конструирование и расчет металлорежущих станков и станочных комплектов. Курсовое проектирование: учеб. пособие для вузов / И.А. Кочергин. — Минск: Высш. шк., 1991. — 382 с.

5 Общемашиностроительные нормативы времени вспомогательного, на обслуживание рабочего места и подготовительно-заключительного для технического нормирования станочных работ. Серийное производство. — 2_е изд. — Минск: Машиностроение, 1974. — 421 с.

6 Общемашиностроительные нормативы времени и режимов резания для нормирования работ, выполняемых на универсальных и многоцелевых станках с числовым программным управлением. Часть 1. — Минск: Экономика, 1990. — 43 с.

7. Полтев, М.К. Охрана труда в машиностроении: учеб. для студ. машиностроительных спец. ВУЗов / М.К. Полтев. — Минск: Высш. шк., 1980. — 294 с.

8. 40Х сталь [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://www.manual-steel.ru/40H.html. — Дата доступа: 15.01.2016.

9. Справочник технолог-машиностроителя. В 2 т. Т. 1 / под ред. А.Г. Косиловой, Р.К. Мещерякова. — Москва: Машиностроение,1986. — 656 с.

10. Справочник технолога-машиностроителя. В 2 т. Т. 2 / под ред. А.Г. Косиловой, Р.К. Мещерякова. — Москва: Машиностроение,1985. — 496 с.

11. Технология машиностроения. Методические рекомендации по выполнению курсовой работы на тему: Расчет отпускной цены изготовления детали / под ред. Л.В. Печерской, Т.М. Боярко. — Могилев, 2010.

Размещено на