Выбор технологического оборудования для изготовления детали «Ведомый вал» и его технико-экономическое обоснование

 

 

Для токарных операций был выбран токарно-винторезный станок модели 16К20. Для сверлильных операций был выбран вертикально-сверлильный станок 2Н125. Для фрезерных операций был выбран вертикально-фрезерный станок модели 6Р81Г.

 

4. ВЫБОР СРЕДСТВ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОСНАЩЕНИЯ

 

Следующим этапом является подбор средств технологического оснащения.

 

4.1. Подбор универсальных станочных приспособлений

 

Станочные приспособления выполняют функцию точной ориентации заготовки относительно рабочих органов станка (стола и шпинделя) и надежного закрепления заготовки, обеспечивающего неподвижность ее под действием сил резания.

При изготовлении деталей класса "вал" при обработке на токарных станках используются трехкулачковые патроны, двухкулачковые с пневмоприводом, поводковые, а также различного рода центры - вращающиеся и не вращающиеся. При фрезеровании шпоночных пазов применяют специальные приспособления с призмами для установки валов по шейкам.

 

.4.2. Подбор режущего инструмента

 

Выбор режущего инструмента, его конструкции и размеров определяется видом технологической операции (точение, фрезерование, развертывание), размерами обрабатываемой поверхности, свойствами обрабатываемого материала, требуемой точностью обработки и величиной шероховатости поверхности.

Режущие инструменты: для фасок – проходной отогнутый резец; для канавки –канавка-шаблон; для радиусных поверхностей – резцы с соответствующими скруглениями при вершине; расточной резец.

Для обработки шпоночного паза шириной 10 мм выбираем цельную шпоночную фрезу.

Сверлильные инструменты: оправка цилиндрическая Ø 45; сверла Ø 16, Ø 20.

 

4.3. Подбор контрольно-измерительного инструмента

 

В мелкосерийном производстве применяют универсальные средства контроля (штангенциркули, микрометры, микрометрические нутромеры и т.п.).

Штангенциркуль ШЦ-10-125 ГОСТ 166-73.

Так, на каждый переход были выбраны универсальные станочные приспособления, режущие и контрольно-измерительные инструменты.

 

5. РАСЧЁТ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ

 

Проектирование технологических процессов является не только технической задачей. Все элементы технологического процесса: припуски, оборудование, технологическая оснастка, режимы резания - определяют экономическую эффективность производства. Являясь многовариантной задачей, технологическое проектирование предполагает большое число равнозначных технических решений: для получения заданного качества обработки можно предлагать разные методы обработки, разные станки, разные инструменты. А окончательное решение в пользу того или иного технического варианта может быть сделано только на основе оценки его экономической эффективности [2, c.54]

Наиболее эффективный из сравниваемых вариантов технологических процессов

определяется по наименьшим приведённым затратам, которые выражаются формулой:

ПЗ = СТП + ЕН · К,                                                                                          (1)

где ПЗ - приведённые затраты на единицу продукции, руб.; СТП – технологическая себестоимость единицы продукции, руб.; К - удельные капитальные вложения в производственные фонды, руб.; ЕН - нормативный коэффициент сравнительной экономической эффективности капитальных вложений, ЕН = 0,15.

 

5.1. Расчёт капитальных  вложений

 

Расчёт удельных капитальных затрат по вариантам сводится к определению затрат на технологическое оборудование, производственную площадь и дорогостоящую оснастку, остальными капитальными вложениями при расчёте экономических показателей можно пренебречь, так как они существенно не изменяются.

Необходимые капитальные вложения, определяются по формуле:

К = Коб + Кпл + Косн,                                                                                       (2)

где Коб - удельные капитальные вложения в технологическое оборудование, руб.; Кпл - удельные капитальные вложения в производственные площади, руб.; Косн – удельные капитальные вложения в технологическую оснастку, руб.

Удельные капитальные вложения в технологическое оборудование, определяются как:

Коб= ,                                                     (3)

где Ц - оптовая цена единицы оборудования, установленного на операции; Ктр - затраты на транспортировку оборудования, Ктр = 15; Км - затраты на монтаж оборудования, Км = 6; Кзо - нормативный коэффициент загрузки оборудования, Кзо = 0,85; Квн - плановый коэффициент выполнения норм времени рабочим, Квн = 1,05; Тш-к - штучно-калькуляционное время на операцию; Nпр - программа выпуска; Fд - действительный годовой фонд времени, Fд = 2050 ч.

Согласно формуле (3) для токарно-винторезного станка

Коб= =45,1 руб

а для вертикально-сверлильного

Коб= =8,16 руб

 

Капитальные вложения в производственные площади определяются как:

Кпр=                                                                                     (4)

где Цпл - цена 1 м2 производственной площади, Цпл = 42 руб.; Sоб = Sпл · Кд – производственная площадь, занимаемая единицей оборудования, Кд = 4,5.

По формуле (4) для токарно-винторезного станка

Кпр= =0,07

для вертикально-сверлильного

Кпр= =0,009

 

Капитальные вложения на технологическую оснастку:

Кпр=                                                                                          (5)

где Цпр - цена приспособления, Цпр = 0,1 ∙ Цоб.

Итак, по формуле (5) для токарно-винторезного станка

 Кпр= =2,91 руб

а для вертикально-сверлильного станка

Кпр= =0,72 руб

 

Капитальные вложения по токарному станку по формуле (2):

Кток= 45,1+0,07 +2,91=48,08 руб.

Капитальные вложения по сверлильному станку по формуле (2):

Ксв= 8,16+0,009 +0,72=8,89 руб.

 

Общие капитальные вложения по токарному и сверлильному станкам:

Кобщ=48,08+8,89=56,97 руб

 

5.2. Расчёт технологической себестоимости выполнения операции

 

В основе всех технико-экономических расчётов лежит оценка трудозатрат на выполнение одной или нескольких технологических операций, а иногда и всего технологического процесса. Эти трудозатраты и определяют так называемую технологическую себестоимость.

Технологическая себестоимость определяется по формуле:

С = Зо + Э + А + П + И + Ц,                                                                          (6)

где Зо - заработная плата основных производственных рабочих, руб.; Э - затраты на силовую электроэнергию, руб.; А - амортизационные отчисления на основное оборудование, руб.; П - расходы на станочные приспособления, руб.; И - расходы на эксплуатацию режущего инструмента, руб.; Ц - прочие цеховые накладные расходы (зарплата наладчиков, обслуживающего персонала, тепло, освещение цеха и т.п.), руб.

Основная заработная плата рассчитывается как:

З0=S*K*tшт/60 (7)

S - часовая тарифная ставка станочника 1-го разряда (12,5 руб);

К - тарифный коэффициент требуемого для операции разряда

tшт - норма штучного времени на операцию, мин.

Согласно формуле (7) для токарно-винторезного станка

З0=12,5*1,5*20/60=6,25 руб,

а для вертикально-сверлильного

З0=12,5*1,5*10/60=3,12 руб

Затраты на силовую энергию определяются по формуле:

Э=Сэ*Ny*to / 60*hкпд,                                                                                     (8)

где

Сэ - отпускная цена за кВт силовой электроэнергии, руб (1,2 руб.);

Ny – потребляемая мощность электродвигателей станка на операции, кВт;

to - основное (машинное) время обработки на операции, мин;

hкпд - коэффициент, учитывающий различные потери (0,9-0,95).

По формуле (8) для токарно-винторезного станка

Э=1,2*10*1,36 / 60*0,95=0,28 руб

и для вертикально сверлильного

Э=1,2*1,5*0,48 / 60*0,95=0,02руб

Расходы на амортизацию оборудования определяются:

А=So*Кa*t шт-к / Fд*hз*60                                                                              (9)

где

So - балансовая стоимость оборудования, руб.

Кa - коэффициент амортизационных отчислений, определяющий срок окупаемости оборудования (0,10-0,15-крупное специальное оборудование; 0,15-0,20-основные виды станков);

t шт-к - штучно-калькуляционное время выполнения операции, мин;

Fд - действительный годовой фонд работы оборудования (2050 час.);

hз - коэффициент загрузки оборудования (0,8-0,9).

Соответственно по формуле (17) для токарно-винторезного станка

А=272500*0,175*20 /2050*0,85*60=9,12 руб

и для вертикально-сверлильного станка

А=71000*0,175*10/2050*0,85*60=1,18 руб

Расходы на эксплуатацию режущего инструмента:

И=К*Sи*to*l / T*n ,                                                                                   ( 10 )

где

Sи - стоимость режущего инструмента, руб.;

n - число допустимых переточек  за срок эксплуатации;

Т - период стойкости инструмента между переточками;

К-коэффициент затрат на переточки инструмента (1,2-2,0);

to - основное машинное время на операцию;

l - коэффициент времени резания данным инструментом в составе операции.

Таким образом, по формуле (10) для токарно-винторезного станка И=0,78 руб. Для вертикально-сверлильного станка И=0,46 руб.

Прочие цеховые расходы определяются общими затратами на содержание цеха и соотносятся с площадью рабочего места, приходящегося на операцию, и времени ее выполнения:

Ц=Sуд*F*t шт-к*N / 60*Fд ,                                                                          ( 11 )

где Sуд - норматив годовых затрат на содержание 1м2 основной производственной площади цеха, руб./м2 (42 руб./м2 );

F - площадь, приходящаяся на рабочее  место, занимаемое данной операцией,

tшт-к - штучно-калькуляционное время на операцию, мин;

N - годовая программа производства  деталей, шт.;

Fд - действительный годовой фонд времени работы оборудования (2050).

Итак, по формуле (20) для токарно-винторезного станка

Ц=42*8,95239*20*150/60*2050=9,11 руб

и для вертикально – сверлильного

Ц=42*2,25225*10*150/60*2050=1,15 руб

Технологическая себестоимость для токарно-винторезного станка по формуле (6):

Сток=6,25+0,28+9,12+0,78+9,11=25,54 руб.;

Технологическая себестоимость для вертикально-сверлильного станка по (6):

Ссв=3,12+0,02+1,18+0,46+1,15=9,06 руб.;

Общая технологическая себестоимость по обоим станкам:

Стп=25,54+9,06=34,6 руб.

 

5.3. Расчёт приведённых  затрат

 

Конечным шагом при определении затрат на обработку детали является нахождение приведённых затрат, которые рассчитываются по формуле (9):

ПЗ=  34,6+0,15*56,97=   43,15 руб.

По результатам вычислений получили, что для обработки детали «вал ведомый» капитальные вложения в технологическое оборудование по токарно-винторезному станку равны 45,1 руб., по вертикально-сверлильному 8,16 руб. Капитальные вложения в производственные площади по токарному станку 0,07 руб., по сверлильному 0,009 руб. Капитальные вложения на технологическую оснастку для токарного оборудования 2,91 руб., а для сверлильного – 0,72 руб. Суммарные капитальные вложения по токарно-винторезному станку 48,08 руб., по вертикально-сверлильному – 8,89 руб. Общие капитальные вложения составляют 56,97 руб. Технологическая себестоимость для токарно-винторезного станка составляет 25,54 руб., вертикально-сверлильного 9,06 руб. Общая технологическая себестоимость 34,6 руб. Приведённые затраты равны 43,15 рублям.

 При обработке на токарно-винторезном станке модели 16К20 и вертикально-сверлильном станке модели 2Н125 удельные капитальные вложения составляют Кобщ=56,97 руб., удельная технологическая себестоимость СТП = 34,6 руб., удельные приведённые затраты ПЗ = 43,15 руб.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

В процессе написания курсового проекта были получены навыки: в выборе технологического оборудования для изготовления детали «вал ведомый» и его технико-экономическом обосновании, при работе с ГОСТами, справочной и нормативно-технической литературой, нормативно-технологической документацией.

Цель, поставленная при написании курсового проекта, достигнута – произведен выбор токарно-винторезного станка модели 16К20 и вертикально-сверлильного станка 2Н125, имеющиеся в реальном производстве, а также произведено технико-экономическое обоснование применения этого оборудования для обработки детали «вал ведомый» планетарного редуктора.