|
Номер операции
|
Nпр
|
Nст
|
ηм= Nпр / Nст
·100%
|
|
005
|
11
|
15
|
11/15·100=73.3%
|
|
010
|
11
|
15
|
11/15·100=73.3%
|
|
015
|
11
|
15
|
11/15·100=73.3%
|
|
020
|
11
|
15
|
11/15·100=73.3%
|
|
025
|
11
|
15
|
11/15·100=73.3%
|
|
030
|
11
|
15
|
11/15·100=73.3%
|
|
035
|
11
|
15
|
11/15·100=73.3%
|
|
040
|
11
|
15
|
11/15·100=73.3%
|
|
045
|
11
|
15
|
11/15·100=73.3%
|
|
050
|
7
|
8.5
|
7/8.5·100=82.4%
|
|
055
|
3
|
11
|
3/11·100=27.3%
|
|
060
|
11
|
15
|
11/15·100=73.3%
|
Среднее значение коэффициента использования оборудования по
мощности
hмср = åhмi / åmnpi, (1.8.7)
где åmnpi - число станков, используемых при
данном технологическом процессе, шт. ηм. ср=73.6%
Исходя из расчётов можно сделать вывод, что станки остаются
недогруженными, что в условиях реального производства недопустимо, поэтому на
производстве их догружают другими деталями.
1.9
Технико-экономическое обоснование разработанного техпроцесса
Целесообразность применяемого технологического процесса
определяется величиной приведённых затрат. При этом в число слагаемых суммы
приведённых затрат следует включать лишь те затраты, которые изменяют свою
величину при переходе на новый вариант технологического процесса.
Базовый вариант.
Часовые приведенные затраты (руб/ч) можно определить по
формуле
, (1.9.1)
где Сз - основная и дополнительная зарплата с
начислениями, руб/час;
Сэксп - затраты часовые на эксплуатацию рабочего места,
руб/час;
М - коэффициент многостаночности, принимаемый фактическому состоянию
на рассматриваемом участке; М = 1;
Ен - нормативный коэффициент экономической
эффективности капитальных вложений, 0,15 [2];
Кз - удельные часовые капитальные вложения в здание,
руб/час;
Кс - удельные часовые капитальные вложения в станок,
руб/час.
Основная и дополнительная зарплата с начислениями и учетом
многостаночного обслуживания рассчитывается по формуле [6]:
Сз = Стф·Кд·Зн·Ко.
м, (1.9.1)
где Стф - часовая тарифная ставка станочника-сдельщика
соответствующего разряда, Стф=1678 руб/ч по 4-му разряду;
Кд - коэффициент, учитывающий дополнительную зарплату,
начисления и приработок к основной зарплате в результате перевыполнения норм, Кд=1,7;
Зн - коэффициент, учитывающий оплату наладчика, Зн=1
[1];
Ко. м - коэффициент, учитывающий оплату рабочего при
многостаночном обслуживании, Ко. м=1 [1].
Сз = 1678·1,7·1·1=2852,6 (руб/ч).
Часовые затраты на эксплуатацию рабочего места рассчитываем по
формуле 1]:
Сэксп. =Сч. з× Км, (1.9.2)
где
Счз - практические часовые затраты на базовом рабочем
месте, Счз = 540 руб/час.;
Км - коэффициент, показывающий во сколько раз затраты,
связанные с работой данного станка больше, чем аналогичные расходы, связанные с
работой базового станка, Км=1,3 [1]
Сэксп. = 540 × 1,3 = 702 (руб/ч).
Удельные капитальные вложения в станок рассчитываются по формуле:
(1.9.3)
где Цс - отпускная цена станка, руб., Цс=13650000
руб.
Км - коэффициент, учитывающий затраты на
транспортировку и монтаж, Км=1,1 [2];
Сп - принятое число станков на операцию, Сп
=1;- годовой объем выпуска деталей, N=19000шт.
(руб/ч).
Удельные капитальные вложения в здание рассчитываются по формуле:
(1.9.4)
где Спл - стоимость 1м2 производственной
площади, руб. /м2; Спл=650000 руб;
Пс - площадь, занимаемая станком с учетом проходов, м2;
Сп - принятое число станков на операцию, Сп
=1.
Занимаемая станком площадь Пс определяется по формуле:
(1.9.5)
где f - площадь станка в плане (произведение длины и ширины), м2,
f=3.25м2;
Кс - коэффициент, учитывающий дополнительную
производственную площадь, Кс=3 [2]
(м2).
(руб.).
Тогда часовые приведенные затраты:
Стоимость механической обработки на рассматриваемой операции С0,
руб.:
(1.9.6)
Операция 010,
токарно-винторезная, станок 16К20.
.
Проектируемый вариант.
Часовые приведенные затраты (руб/ч) можно определить по формуле
, (1.9.7)
где Сз - основная и дополнительная зарплата с
начислениями, руб/час;
Сэксп - затраты часовые на эксплуатацию рабочего места,
руб/час;
М - коэффициент многостаночности, принимаемый фактическому
состоянию на рассматриваемом участке; М = 1;
Ен - нормативный коэффициент экономической
эффективности капитальных вложений, 0,15 [3];
Кз - удельные часовые капитальные вложения в здание,
руб/час;
Кс - удельные часовые капитальные вложения в станок,
руб/час.
Основная и дополнительная зарплата с начислениями и учетом
многостаночного обслуживания рассчитывается по формуле,
Сз = Стф·Кд·Зн·Ко.
м, (1.9.8)
где Стф - часовая тарифная ставка станочника-сдельщика
соответствующего разряда, Стф=1678 руб/ч по 4-му разряду;
Кд - коэффициент, учитывающий дополнительную зарплату,
начисления и приработок к основной зарплате в результате перевыполнения норм, Кд=1,7;
Зн - коэффициент, учитывающий оплату наладчика, Зн=1;
Ко. м - коэффициент, учитывающий оплату рабочего при
многостаночном обслуживании, Ко. м=1 [1]
Сз = 1678·1,7·1·1=2852,6 (руб/ч).
Часовые затраты на эксплуатацию рабочего места рассчитываем по
формуле
Сэксп. =Сч. з× Км (1.9.9)
где Счз - практические часовые затраты на базовом
рабочем месте,
Счз= 540 руб/час.
Км - коэффициент, показывающий во сколько раз затраты,
связанные с работой данного станка больше, чем аналогичные расходы, связанные с
работой базового станка, Км=1,3 [1]
Сэксп. = 540 × 1,3 = 702 (руб/ч).
Удельные капитальные вложения в станок рассчитываются по формуле
(1.9.10)
где Цс - отпускная цена станка, руб., Цс=15150000
руб;
Км - коэффициент, учитывающий затраты на
транспортировку и монтаж, Км=1,1
Сп - принятое число станков на операцию, Сп
=1;- годовой объем выпуска деталей, N=19000шт.
(руб/ч).
Удельные капитальные вложения в здание рассчитываются по формуле
(1.9.11)
где
Спл - стоимость 1м2 производственной
площади, руб. /м2; Спл=650000 руб;
Пс - площадь, занимаемая станком с учетом проходов, м2;
Сп - принятое число станков на операцию, Сп
=1.
Занимаемая станком площадь Пс определяется по формуле
(1.9.12)
где f - площадь станка в плане, м2; f=4,64м2;
Кс - коэффициент, учитывающий дополнительную
производственную площадь, Кс=3 [2].
Пс =4,64∙ 3=13,92
(м2).
(руб).
Тогда часовые приведенные затраты:
Стоимость механической обработки на рассматриваемой операции С0,
руб.:
(1.9.13)
Операция 010,
токарно-винторезная, станок UT200.
.
Экономический эффект от внедрения принятого варианта
технологического процесса рассчитывается по формуле:
, (1.9.14)
где 
и 
- стоимости механической обработки сравниваемых операций, руб.
Из таблицы 1.9.1 видно, изменение варианта обработки дает годовой
экономический эффект в 33,7 млн. руб.
Проведя технико-экономическое обоснование технологического
процесса можно сделать вывод, что перевод на токарный станок с ЧПУ UT200
выгодней. Но ввиду того, что уменьшилось время на обработку можно увеличить
партию деталей.
Деталь закрепляется по необработанной поверхности с
одновременным центрированием центром 8. Давлением детали центр 8 утопляется и
обеспечивает досылку торца детали до упора в базовую поверхность втулки 14.
Планшайбу 6 патрона устанавливают коническим отверстием на шпиндель станка и
крепят стяжками 7 к планшайбе. Фланец 1 патрона соединён с планшайбой винтами
24 и фиксируется винтом 23. Кулачки 3 закрепляют в патроне винтами 4. Для
одновременного зажима детали двумя кулачками фланец 1 может перемещаться
относительно планшайбы 6 в направлении его пазов и пружиной поворачивается в начальное
положение. Кулачки 3 соединены с противовесами 15 с помощью штифтов 20.
В момент включения станка шпиндель с патроном начинают
вращаться и кулачки 3 под действием центробежных сил от противовесов, мгновенно
проворачиваясь на пальцах, предварительно зажимают деталь, и предупреждают её
от проворачивания вначале резания от составляющих сил резания. После обработки
детали станок выключается, шпиндель не вращается, кулачки 3 толкателями 19 под
действием пружин поворачиваются на пальцах в исходное положение и деталь
отжимается.
1.10.2 Расчёт
патрона на точность
При расчете на точность суммарная погрешность при обработке
детали не должна превышать величины допуска Т размера.
Суммарная погрешность зависит от ряда факторов и в общем
случае точность приспособления рассчитывается по формуле:
пр = Т - Кт1·
где, Т - допуск выполняемого размера, мм;
б -
погрешность базирования,
б = 0, мм
так как деталь закрепляется в центрах;
з -
погрешность закрепления, з = 0 мм при закреплении заготовки в центрах;
у -
погрешность установки приспособления на станке,
у = 0,025
мм, так как патрон устанавливается в шпиндель с конусом Морзе №6;
и -
погрешность положения детали из-за износа установочных элементов
приспособления, и = 0,014 мм;
пи -
погрешность смещения режущего инструмента, пи = 0 мм,
так как отсутствуют направляющие элементы в приспособлении;
Кт1 - коэффициент, учитывающий отклонение рассеяния
значений составляющих величин от закона нормального распределения, Кт1=0,8;
- экономическая точность обработки;т1 - коэффициент,
учитывающий уменьшение предельного значения погрешности базирования на
настроенных станках, kт1=1;т2 - коэффициент, учитывающий
долю погрешности обработки в суммарной погрешности, вызываемой факторами, не
зависящими от приспособления, kт2 = 0,6;
Подставляя в формулу значения всех погрешностей получим следующую
погрешность приспособления:
пр = 0,12
- 1·
= 0,021 мм.
1.10.3 Расчёт
патрона на усилие зажима
Силу зажима детали одним кулачком патрона находим по формуле:
W = Рц·cos
, Па;
где Рц - центробежная сила, которую можно определить
через массу противовеса и угловую скорость вращения его центра тяжести:
Рц = m· ·R
где m - масса противовеса, m = G/g, кг;- вес вращающихся
противовесов, G = 6 Н;- ускорение свободного падения, g = 9,81 м/сІ;
- угловая скорость вращения противовеса относительно оси
шпинделя:
= ·n/30 = 0,1·n, рад/с;
- частота вращения шпинделя станка, n = 1000 мин-1; R -
расстояние от центра тяжести груза до оси вращения патрона, R = 0,1м; v -
линейная скорость вращения центра тяжести противовеса:
= ·R, откуда = v/R;
Подставим в формулу для определения Рц вместо m
величину G/g, а вместо, v - величину 0,1·n·R и, произведя преобразования,
получим формулу для определения центробежной силы:
Рц = 0,001·G·R·nІ;
- угол между силой зажима, приложенной к кулачку, и направлением
действия центробежной силы, = 300.
Сила зажима тремя кулачками патрона:
сум = Рц·z·сos = 0,001·G·R·nІ·z·cos300 = 0,001·6·0,1·1000І·3·0,866 =
=1039,2 Н - 104 Па.
где z-число кулачков патрона, z = 3.
1.10.4 Расчёт
элементов приспособления на прочность
Расчёт на прочность проведём на примере винта по ГОСТ 1491-72.
Эти винты воспринимают крутящий момент Мкр от планшайбы и передают
крутящий момент Мкр на фланец и обрабатываемую деталь.
Произведём расчёт при условии, что передаваемый крутящей
момент Мкр = 209 Нм; диаметр окружности центров винтов D0=226
мм; число винтов z=2. Винты установлены с зазором.
Окружное усилие, приходящееся на один винт:
F =
Н,
Определяем внутренний диаметр винта из условия прочности на срез:
1= 
= 
= 2,84 мм,
где, F=925 H-окружное усилие, приходящееся на один
винт;=0,35-коэффицент трения в стыке между фланцем и планшайбой;
[
р] - допускаемое натяжение на разрыв:
[р] =т/ [S],
где, [S] =1,2 - коэффициент запаса прочности;
[т] = 650Н/мм
- предел текучести для винта.
[р] =
=542 Н/мм.
По ГОСТ 1491-72. выбираем винт с ближайшим большим внутренним
диаметром соответствующим винту М4.
Так как установлен винт М8, то можно сделать вывод, что данный
патрон обладает достаточной прочностью.
Данный расчет на прочность произведём при помощи программного
модуля T-FLEX "Анализ".
Статические расчеты конструкций на прочность занимают особое место
в машиностроительном проектировании. Обычно, при проверочном расчете изделия на
прочность, проектировщика интересуют два вопроса:
1) Распределение составляющих напряжений по объему
элементов конструкции. По этим данным можно сделать выводы о наиболее уязвимых
местах конструкции и оптимизировать изделие еще на этапе проектирования с целью
достижения равнопрочности.
2) Максимальные значения компонентов напряжений в
материале. В соответствии с различными теориями прочности, по отношению
максимальных расчетных значений напряжений к максимально допустимому для
данного материала, можно сделать выводы о надежности конструкции в плане её
прочности, т.е. способности не разрушаться под действием приложенных нагрузок.
Рисунок 1.10.4 1 - Твердотельная модель детали
"Винт"
Затем создадим новую задачу: конечно-элементный
анализ.
Для осуществления конечно-элементного моделирования
необходимо построение расчетной сетки из тетраэдральных конечных элементов. При
создании сетки указывается ориентировочный размер конечных элементов
(тетраэдров), с помощью которых будет описана математическая модель
моделируемого изделия изображенная на рисунке 1.10.4 2.
Рисунок 1.10.4 2 - Результат генерации конечно-элементной
сетки
Наложение граничных условий.
Помимо создания сетки конечных элементов, для успешного
решения физической задачи в конечно-элементной постановке необходимо корректно
определить так называемые граничные условия. В статике их роль выполняют
закрепления и приложенные к системе внешние нагрузки.
Приложим полное закрепление и распределённую силу (F=925Н) к
поверхности, контактирующей с заготовкой (рис. 1.10.4.3). (cм. расчет на
прочность)
Рисунок 1.10.4 3 - Граничные условия
Выполнение расчета.
После создания сетки конечных элементов и наложения граничных
условий можно инициализировать команду "Расчет" и запустить процесс
формирования систем линейных алгебраических уравнений (СЛАУ) и их решения.
Большинство режимов для формирования СЛАУ и их решения выбираются автоматически
процессором.
Рисунок 1.10.4 4 - Коэффициент запаса по эквивалентным
напряжениям
Рисунок 1.10.4 5 - Напряжения эквивалентные
Рисунок 1.10.4 6 - Результат перемещения
На основании полученных данных делаем вывод о том, что винт
выдерживает заданную нагрузку с большим запасом, т.к. значение коэффициента
запаса по эквивалентным напряжениям больше 1.
1.11
Проектирование и расчет конструкции контрольно-измерительного приспособления
1.11.1
Назначение и принцип работы приспособления
Приспособление предназначено для контроля торцевого и
радиального биения относительно базовой поверхности (Æ30; Æ42)
Приспособление состоит конуса 2, который устанавливается в
шпиндель станка. На конусе 2 закреплен при помощи двух винтов 16 корпус 1. На
корпусе 1 установлена игла 13, которая через рычаг 4 связана с индикатором.
Контроль происходит следующим образом: на стол станка
устанавливаем контролируемую деталь, устанавливаем иглу на контролируемую
поверхность. Вращая шпиндель станка мы определяем величину отклонения.
.11.2 Расчёт
приспособления на точность.
Рекомендуется при расчёте точности контрольного
приспособления D, мм пользоваться формулой
,
где D1 - погрешность, свойственная данной
системе отсчётных измерительных устройств, для индикаторных головок D1=0,0015 мм;
D2 -
погрешность установки, мм.
,
где Еб - погрешность базирования, Еб=0мм,
так как образовавшийся зазор при установке детали выбирается под действием
веса, путём прижатия детали, находящейся под углом;
Ез - погрешность закрепления, Ез=0 мм;
Еи - погрешность износа.
Еи=U0·К1·К2·К3·Кн
(N/N0), (1.11.2.1)
где 0 - значение среднего износа, U0Ä=0,028мм; К1=0,57 - коэффициент
учёта материала Ст.3; К2=1,0; К3=1,0 - коэффициенты учёта
и условий обработки и типа оборудования; Кн=2,8 - коэффициент,
учитывающий количество установок, для N=2000; N0 - базовое число
установок, N0=104.
Еи=0,028·0,57·1,0·1,0·2,8·
(2000/10000) =0,008 мм,
=0,008 мм,
D3 -
погрешность установки приспособления по индикатору,D3=0 мм.
Точность контрольного приспособления
мм.
Допуск контролируемого параметра d=0,03 мм.
Тогда
,008
0,3·0,03
,0080,009
Следовательно приспособление обеспечивает требуемую точность.
1.12
Параметрическое моделирование и расчет напряженно-деформированного состояния
конструкции
Во многих содержательных прикладных задачах, возникающих, в
частности, в машиностроении, достаточно актуальной является задача анализа
напряженно-деформированного состояния конструкций, подверженных воздействию
внешних нагрузок. В большом количестве случаев такая конструкция представляет
собой объединение конечного числа областей, обладающих различными механическими
свойствами.
Проверку статической прочности выполняют в целях
предупреждения пластических деформаций в период действия кратковременных
перегрузок (при пуске, разгоне, реверсировании, торможении, срабатывании
предохранительного устройства).
Рассмотрим статический анализ.
Для выполнения статического анализа необходимо подготовить
твердотельную трёхмерную модель винта (рис. 1.12.1), которую будем
рассчитывать. Твердотельная модель может быть построена в среде T-FLEX CAD или
импортирована из других систем.
Рисунок 1.12.1 - 3D-модель детали Винт
Чтобы создать задачу статического анализа, необходимо вызвать
окно задачи одним из следующих способов:
Затем в окне свойств установить для параметра "Тип"
значение "Статический анализ" (рис. 1.12.2).
Рисунок 1.12.2 - Окно свойств статического анализа
Для создания сетки генерируемого объекта необходимо выбрать
тип конечных элементов. Так как модель вала имеет сложную геометрию, то выберем
10-тиузловые тетраэдры.
Система генерирует сетку и выводит диалоговое окно. При
нажатии OK информационное окно закрывается, и результат генерации
отображается на модели (рис. 1.12.3).
Рисунок 1.12.3 - Результат генерации сетки
В статическом анализе роль граничных условий выполняют
закрепления и приложенные к системе внешние нагрузки. Согласно характеристикам
патрона, суммарная сила зажима в кулачках при максимальном крутящем моменте на
ведущей шестерни 12 кН. Тогда в качестве нагрузки на винт прикладываем силу
величиной 12000 Н (рис. 1.12.4), для этого выбираем грань для задания нагрузки
и задаем единицы измерения.
Рисунок 1.12.4 - Основные параметры силы
Команда "Полное закрепление" определяет для
выбранного элемента модели полностью неподвижное (фиксированное) состояние (рис.1.12.5).
Рисунок 1.12.5 - Полное ограничение закреплений
Рисунок 1.12.6 - Модель винта с приложенными граничными
условиями
Реакция детали на нагрузки зависит от того, из какого материала
она сделана. Программе необходимо знать упругие свойства материала, из которого
состоит деталь. Программой поддерживаются изотропные материалы, то есть
те материалы, свойства которых одинаковы во всех направлениях. По умолчанию
свойства материала модели для расчёта задачи по умолчанию наследуются из
параметров используемой операции. Данная команда позволяет задать
альтернативные свойства материала (рис.1.12.7).
Рисунок 1.12.7 - Свойства материала Сталь 40Х
После того как задана конечно-элементная сетка, нагружения и
ограничения можно выполнять расчет.
После выполнения расчета, анализируем результаты,
сформированные в дереве модели (рис. 1.12.8).
Рисунок 1.12.8 - Дерево модели
Коэффициент запаса по эквивалентным напряжениям позволяет оценить
количественное отношение допускаемых напряжений, указанных в характеристиках
материала к рассчитанным эквивалентным (рис. 1.12.9). По умолчанию результат
отображается в логарифмическом масштабе шкалы с целью уменьшения разброса
цветовых градиентов. Если отношение допускаемого и расчётного напряжений
приближается к единице, или меньше её, условие прочности перестаёт выполняться
и, следовательно, в конструкцию необходимо вносить изменения. В конструкцию
винта вносить изменения не требуется т.к. коэффициент запаса равен 3,36.
Следовательно, нагружения винт выдержит с запасом.
Рисунок 1.12.9 - Коэффициент запаса по эквивалентным
напряжениям
Визуально оцениваем характер и амплитуды деформированного
состояния конструкции (рис 1.12.10). Перемещения необходимо контролировать для
того чтобы проверить правильность приложенных нагрузок и убедиться, что в
результате решения систем уравнений было найдено корректное решение.
Максимальное перемещение будет от действия приложенных нагрузок и составит 6,85
Ч 10-6 м.
Рисунок 1.12.10 - Результат перемещения
По результату "Эквивалентные напряжения"
(рис.1.12.11) можно определить в каких местах и элементах конструкции возникают
наибольшие напряжения и сравнивая максимумы расчётных напряжений с допускаемыми
для материала модели напряжениями, можно оценить степень прочности конструкции.
Рисунок 1.12.11 - Напряжения эквивалентные
1.13
Разработка управляющей программы для станков с ЧПУ
Одним из направлений технического перевооружения
машиностроительных производств является широкое внедрение станков с числовым
программным управлением (ЧПУ). Они обладают многими достоинствами, среди
которых можно особо отметить:
более высокую производительность, которая в 1,5…2,5 раза выше
производительности аналогичных станков с ручным управлением;
сочетание гибкости универсального оборудования с точностью и
производительностью станков-автоматов;
сокращение времени на подготовку и переход к изготовлению
новых деталей, что достигается предварительным проектированием и верификацией
программ, возможностью применения более простой и универсальной технологической
оснастки;
высокая точность и повторяемость деталей: изготовленные по
одной программе, они являются полностью взаимозаменяемыми, что сокращает общее
время процессов сборки изделия, практически исключая необходимость пригоночных
работ;
уменьшение производительности цикла изготовления деталей и,
как следствие, уменьшение объема незавершенного производства;
сокращение потребности в квалификации рабочих-станочниках,
поскольку подготовка производства фактически переносится в сферу
ответственности инженеров-технологов.
Система с ЧПУ представляет собой организацию работы станка,
при которой его действия должны управляться непосредственным вводом числовых
данных, причем система должна автоматически интерпретировать хотя бы часть этих
данных. Числовые данные, необходимые для изготовления детали, называются
программой обработки детали или управляющей программой (УП). Она представляет
собой набор операторов, которые интерпретируются системой управления станка и
преобразуются в сигналы, управляющие перемещением инструмента. УП содержит
данные о геометрии детали, о перемещении инструмента по отношению к заготовке,
скорости резания, скорости подачи и т.п.
Рассмотрим операцию сверления отверстия Ш24, выполненную при
помощи панели "ЧПУ" программы T-FLEX ЧПУ 2D.
Для начала создадим режущий инструмент в редакторе
инструментов (рис. 1.13.1).
Рисунок 1.13.1 - Вид формы редактора инструмента
Выбираем способ обработки командой "ЧПУ→2D,
2,5D и 4D обработка→Токарная обработка". В токарной обработке
можно проводить сверление отверстия. Для сверления необходимо нажать и система
перейдёт в режим выбора пути.
Путь строится по оси вращения детали, не забываем задать
подвод инструмента.
Рисунок 1.13.2 - Пути обработки отверстий Ш24 и Ш32 в
автоменю выбираем вид обработки - осевое сверление (кнопка 
); указываем файл с
инструментом; задаем имя инструмента; в качестве траектории обработки указываем
построенный путь; подтверждаем ввод параметров.
Программа на станок с ЧПУ для рассверливания отверстия Ш24
имеет следующий вид:
Рисунок 1.13.3 - Текст программы для станка с ЧПУ
Рисунок 1.13.4 - Имитация процесса обработки отверстий Ш24 и
Ш32
1.14 Имитация
процесса обработки детали-представителя при помощи модуля NC Tracer T-FLEX
T-FLEX NC Tracer предназначается для имитации обработки
детали по готовой управляющей программе со съемом материала. Программа T-FLEX
NC Tracer является самостоятельной и может использоваться отдельно от T-FLEX
ЧПУ и других программ комплекса T-FLEX.
Входной информацией для T-FLEX NC Tracer являются:
· текст управляющей
программы (создается любым удобным для пользователя методом, например, в
системе T-FLEX ЧПУ);
· геометрия инструмента
(создается во встроенном редакторе инструмента, полностью идентичном редактору
инструмента в программе T-FLEX ЧПУ);
· геометрия заготовки
(параллелепипед, цилиндр или 3D-модель в формате VRML).
После отработки системой управляющей программы, пользователь
может визуально оценить качество обработки и сохранить получившуюся 3D-модель в
файл формата VRML для использования его в следующей обработке в качестве
заготовки или для загрузки в программное обеспечение координатно-измерительных
машин для более точной оценки качества полученной детали.
Рисунок 1.14.1-Экспортирование штока в файл формата VRML
Затем сохраняем файл: ЧПУ→Сохранение G-программы.
Добавляем G - программу, указываем имя файла:
Рисунок 1.14.3 - Параметры сохранения составной траектории
Указываем имя файла - расширение (……. nc) и указываем тип
файла. Выбираем постпроцессор в зависимости от типа обработки:
Сохраняем полученную G - программу:
Рисунок 1.14.5 - Выбор сохраняемой обработки
FLEX NC Tracer 3D использует для имитации файлы, генерируемые
различными САПР (расширение *. nc), текстовые файлы (расширение *. txt), в
которых УП записана с учётом стандарта ISO 6983 и файлы имитации (расширение *.
msf), созданные при помощи T-FLEX NC Tracer 3D ранее.
Для того, чтобы загрузить файл с УП в имитатор, пользователю
следует воспользоваться командой Открыть, из меню Файл, или
выбрать ранее открывавшийся файл из списка в том же меню.
Если файл загрузился корректно, то в окне имитатора откроется
рабочая область, разделенная на три части: текст УП, 3D сцена, где происходит
визуализация обработки, и счётчик машинного времени.
Также на экране появится окно, информирующее об успешности
загрузки инструмента.
Так как управляющая программа подготовлена в 2D обработке,
следует запускать T-FLEX NC Tracer 2D, который не показывает 3D сцену, а только
имитацию процесса обработки.
Рисунок 1.14.6 - Имитация процесса обработки
1.15
Автоматизация технологических решений с использованием систем проектирования
технологических процессов в Т-FLEX "Технология"
Технологической подготовкой производства называется
совокупность взаимосвязанных процессов на предприятии, обеспечивающих
технологическую готовность к выпуску в установленные сроки изделий заданного
качества и в необходимом объеме при затратах, не превышающих определенного
уровня. Результатом технологической подготовки производства является комплекс
технологических процессов изготовления деталей, сборочных единиц и изделий в
целом, представленный в виде технологической документации (маршрутных,
операционных и карт контроля, ведомости оснастки и др.) и средств
технологического оснащения, наличие которых является необходимым условием
обеспечения выпуска изделий в заданном объеме и созданными
технико-экономическими показателями.
Технологическая документация - это комплект технологических
документов, необходимых и достаточных для выполнения данного технологического
процесса или отдельных его операций.
Решение задач технологической подготовки производства
немыслимо без организации единого информационного пространства предприятия. Это
необходимо для того, чтобы все инструменты технологического проектирования
могли уверенно опираться на всю необходимую справочную информацию и реальные
данные, полученные в результате конструкторского проектирования. T-FLEX
"Технология" - это полнофункциональная система, предназначенная для
автоматизации систем технологической подготовки производства (АСТПП), которая
обладает современными средствами разработки технологических проектов любой
конфигурации и сложности.
Использование этой технологии позволяет следующее:
повысить производительность труда технолога;
уменьшить число ошибок при проектировании;
повысить качество работы технолога;
сократить сроки технологической подготовки производства;
повысить оперативность получения актуальной информации из
спроектированных технологических процессов;
сократить сроки и затраты на адаптацию молодых специалистов к
конкретным условиям предприятия;
накопить и применить базы знаний предприятия по
технологическому проектированию новых изделий;
организацию единого информационно-справочного пространства
для технологов и конструкторов, а также служб управления производством;
улучшить контроль над исполнительской деятельностью;
уменьшить трудоемкость работ, проводимых в рамках мероприятий
системы менеджмента качества;
повысить точность информации, используемой при нормировании и
калькуляции затрат.
Рассмотрим технологическую документацию обработки детали
"Вал ведомый" с использованием T-FLEX "Технология":
. Добавим 3-D модель детали для дальнейшего процесса
обработки.
. Создаем технологический процесс обработки детали. Добавим
первую операцию. В нашем случае - токарная с ЧПУ. Заполняем при этом все
необходимые данные по этой операции (рис. 1.15.1).
. Выбираем оборудование для обработки детали (рис. 1.15.2),
приспособление (рис. 1.15.3), режущий (рис. 1.15.4) и измерительный инструменты
(рис. 1.15.5) для данной операции технологического процесса.
Рисунок 1.15.1 - Вид формы операции 025 - токарная с ЧПУ
технологического процесса
Рисунок 1.15.2 - Вид формы выбора оборудования операции 025 -
токарная с ЧПУ
5. Добавляем все операции и переходы. Получаем
технологический процесс (рис. 1.15.7).
. Выводим на печать, предварительно указав нужные шаблоны
документов технологической документации (рис. 1.15.8).
Рисунок 1.15.7 - Вид формы технологического процесса
Рисунок 1.15.8 - Вид формы выбора шаблонов документов
технологического процесса.
2.
Экономический раздел
Исходные данные берем из технологического раздела дипломного
проекта и материалов преддипломной практики
2.1
Определение типа производства
В соответствии с пунктом 1.3 дипломного проекта
тип производства для базового и проектируемого вариантов - серийный.
2.2 Расчет
параметров технологического процесса
Расчет количества и коэффициентов загрузки
оборудования для базового и проектируемого вариантов приведены в
технологическом разделе.
Таблица 2.2.1 - Основные данные в плане экономики по
предприятию
|
№ п/п
|
Наименование показателя
|
Стоимость показателя
|
|
1
|
Рентабельность предприятия, %
|
4 (6)
|
|
2
|
Средняя норма амортизационных отчислений на
предприятии по зданиям, %
|
6
|
|
3
|
Средняя норма амортизационных отчислений на
предприятии по зданиям и оборудованию, %
|
12,5
|
|
4
|
Сжатый воздух, руб. /тыс. м3
|
159641
|
|
5
|
Пар, руб. /Гкалл
|
403432
|
|
6
|
Вода, руб. / м3
|
8293
|
|
7
|
Электроэнергия, руб. /кВт
|
1470
|
|
8
|
Материал сталь 40Х ГОСТ4543-71, руб. /кг
|
3350
|
|
9
|
Стоимость 1-ого Н·час, руб
|
16600
|
Степень занятости оборудования обработкой детали
характеризуется средним коэффициентом занятости [12, с.10], который
определяется по формуле:
, (2.2.1)
где Кз. н. - нормативный коэффициент загрузки
оборудования, для крупносерийного производства Кз. н. = 0,8 [1,
с.155].
Базовый вариант:
Проектируемый вариант:
2.3 Расчет
величины инвестиций
Расчёт инвестиций включает расчёт капитальных вложений [12, с.10]:
в рабочие машины и оборудование с учётом транспортных
расходов и расходов на установку;
в производственные здания (производственные площади).
И = Коб. + Кзд. (2.3.1)
Расчёт капитальных вложений в рабочие машины и оборудование
определяется [12, с.10]:
где КТ - коэффициент учитывающий
транспортные расходы по доставке оборудования и рабочих машин (по данным
предприятия 0,05 - 0,08);
Км - коэффициент учитывающий расходы на монтаж
оборудования (по данным предприятия 0,06 - 0,09);
Цi - цена приобретения оборудования i - го
наименования, тыс. р.
Спрi - принятое количество единиц
оборудования по каждой группе;- количество наименований (групп) оборудования в
соответствии с технологическим процессом изготовления продукции, детали.
Базовый вариант:
Коб. = (1+0,06+0,08) ·
(13650·5+25000·3+75000·1+135000·1+140000·1) =
= 562305 (тыс. руб.).
Проектируемый вариант:
Коб. = (1+0,06+0,08) ·
(18900·5+25000·3+75000·1+135000·1+140000·1) =
= 592230 (тыс. руб.).
Расчёт капитальных вложений в здания:
где Si - площадь, приходящаяся на
единицу оборудования i-го наименования, кв. м;
Спрi - принятое количество единиц
оборудования по каждой группе;
Кд - коэффициент учитывающий
дополнительную площадь на размещение транспортных средств, систем управления
[1, с.158];
Цзд - стоимость одного квадратного метра
производственной площади (данные предприятия), Цзд =650 тыс. р.;
Базовый вариант:
Кзд. =
(4,93·5·3+13,9·3·2,5+6,6·1·3+12,1·1·3,5+1,4·1·3,5) ·650 =
= 159412,5 (тыс. руб.).
Проектируемый вариант:
Кзд. =
(17,43·5·3+13,9·3·2,5+6,6·1·3+12,1·1·3,5+1,4·1·3,5) ·650 =
= 281287,5 (тыс. руб.).
Тогда расчёт инвестиций:
Базовый вариант:
И = 562305+ 159412,5 = 721717,5 (тыс. руб.).
Проектируемый вариант:
И = 592230+ 281287,5 = 873517,5 (тыс. руб.).
Результаты расчёты инвестиций по вариантам заносим в таблицу
2.3.1
Таблица 2.3.1 - Величины инвестиций по вариантам, тыс. руб.
|
Направления инвестиций
|
Базовый вариант
|
Проектируемый вариант
|
|
1. Здания и сооружения, тыс. руб.
|
159412,5
|
281287,5
|
|
2. Оборудование и рабочие машины, тыс. руб.
|
562305
|
592230
|
|
3. Итого капитальных вложений, тыс. руб.
|
721717,5
|
873517,5
|
|
4. Коэффициент занятости
|
0,156
|
0,163
|
|
5. Итого капитальных вложений с учётом
коэффициента занятости, тыс. руб.
|
112587,9
|
142383,4
|
|
6. Прирост капиталовложений в плановом периоде,
тыс. руб.
|
29795,5
|
2.4 Расчёт
элементов цеховой себестоимости продукции
Затраты на основные материалы в расчёте на единицу продукции
определим по формуле
Зм = Н·Цм·Ктр. - Н· (1 - Ки)
·Цотх., (2.4.1)
где Н - норма расхода материала на единицу продукции
(детали);
Цм - цена приобретения материала, Цм =
3350 руб. /кг, (данные предприятия);
Ктр. - коэффициент, учитывающий транспортные
расходы, Ктр. = 1,06 (данные предприятия);
Ки - коэффициент использования материала;
Цотх - цена реализации отходов материалов, Цотх
= 163 руб. /кг, (данные предприятия).
Базовый вариант:
Зм = 2,37·3350·1,06 - 2,37· (1 - 0,686) ·163 =
8295 (руб.).
Проектируемый вариант:
Зм = 2,37·3350·1,06 - 2,37· (1 - 0,531) ·163 =
7792 (руб.).
Затраты на основные материалы в расчёте на годовую программу
определяются по формуле [12, с.12]
Змг = Зм · N, (2.4.2)
где Зм - затраты на основные материалы с учётом
отходов на единицу продукции (детали); - годовая программа выпуска
продукции (детали).
Базовый вариант:
Змг = 8295 · 19000 = 157,605 (млн. руб.).
Проектируемый вариант:
Змг = 7792 · 19000 = 148,048 (млн. руб.).
Расчёт основной заработной платы рабочих производится по
формуле [12, с.13]:
где Ji - часовая тарифная ставка
соответствующего разряда при выполнении i - ой операции, тыс. р.
Тi - трудоёмкостьi - ой операции;
Кпр - коэффициент премирования
установленный на предприятии;
Кмо - коэффициент, учитывающий доплаты за много -
станочное обслуживание.
Базовый вариант:
ЗПоi =4750·38,27· (1+0,25) ·1/60+5190·11,712·
(1+0,25) ·1,1/60 = 5180 (руб.).
Проектируемый вариант:
ЗПоi=4750·31,547· (1+0,25) ·1/60+5190·11,712·
(1+0,25) ·1,1/60 = 4515 (руб.)
Расчёт основной заработной платы в расчёте на годовую
программу определяется по формуле [12, с.13]:
ЗПог = ЗПоi · N, (2.4.4)
Базовый вариант:
Проектируемый вариант:
ЗПог = 4515 · 19000 = 85785 (тыс. руб.).
Расчёт дополнительной заработной платы рабочих.
на единицу продукции [12, с.13]:
ЗПдопi = ЗПоi·Д / 100, (2.4.5)
где Д-процент дополнительной заработной платы к основной,
установленный на предприятии (данные предприятия). Базовый вариант:
ЗПдопi= 5180 · 17/100 = 880,6 (руб.).
Проектируемый вариант:
ЗПдопi = 4515 · 17/100 = 767,6 (руб.).
на годовую программу [12, с.13]:
ЗПдоп г = ЗПдопi· N, (2.4.6)
Базовый вариант:
ЗПдоп г = 880,6 · 19000 = 16731,4 (тыс. руб.).
Проектируемый вариант:
ЗПдоп г = 767,6 · 19000 = 14584,4 (тыс. руб.).
Расчёт отчислений в фонд социальной защиты населения.
на единицу продукции [12, с.13]:
ФСЗНi = (ЗПоi + ЗПдопi)
· СТ /100, (2.4.7)
где СТ - установленный процент отчислений от суммы
основной и дополнительной заработной платы, СТ= 34 %. Базовый вариант:
ФСЗНi = (5180 + 880,6) · 34/100 = 2060,6
(руб.).
Проектируемый вариант:
ФСЗНi = (4515 + 767,6) · 34 /100 = 1796,1
(руб.).
на годовую программу [12, с.14]:
ФСЗНг = ФСЗНi · N, (2.4.8)
Базовый вариант:
ФСЗНг= 2060,6 · 19000 = 39151,4 (тыс.
руб.).
Проектируемый вариант:
ФСЗНг= 1796,1 · 19000 = 34125,9 (тыс.
руб.).
2.5 Расчёт
амортизационных отчислений
Затраты на амортизацию зданий определяются исходя из
стоимости зданий с учётом коэффициента занятости и норм амортизационных
отчислений [12, с.14]:
Азд = Кзд · Нзд · Кзан.
(2.5.1)
где Кзд - капитальные вложения в здания или
инвестиции в здания;
Нзд - средняя норма амортизационных отчислений на
предприятии по зданиям, Нзд = 6 % (данные предприятия). Базовый
вариант:
Азд= 159412,5 · 0,06 · 0,156 = 1492,1 (тыс. руб.).
Проектируемый вариант:
Азд= 281287,5 · 0,06 · 0,163 = 2751 (тыс. руб.).
Затраты на амортизацию оборудования определяются исходя из
стоимости оборудования с учетом коэффициента занятости оборудования и средней
нормы амортизационных отчислений [12, с.14]:
А = Коб. · Ноб · Кзан. (2.5.2)
где Коб - капитальные вложения в оборудование или
инвестиции в оборудование;
Ноб - средняя норма амортизационных отчислений на
предприятии по зданиям и оборудованию, Ноб = 12,5 % (данные предприятия).
Базовый вариант:
А= 562305 · 0,125 · 0,156 = 10965 (тыс. руб.).
Проектируемый вариант:
А= 592230 · 0,125 · 0,163 = 12066,7 (тыс. руб.).
2.6 Расчёт
стоимости электроэнергии на технологические цели
Расходы на технологическую энергию в расчёте на годовую
программу определяются по формуле [12, с.14]
где Wi - установленная мощность оборудования i -
ойгруппы;i - трудоёмкость выполнения i - ой операции изготовления
единицы продукции (детали);- годовая программа выпуска продукции (детали);
Кп - коэффициент учитывающий потери в сетях, Кп
= 1,03;
Кпд - коэффициент полезного действия двигателя
станка;
Цэ - средняя цена электроэнергии, Цэ =
1470 руб. /кВт·ч, (данные предприятия).
Базовый вариант:
Рэ = (7,5·5·25,588+11·3·15,383+7·4,957+10·1,342+
+2,5·2,712) ·8000·1,03·0,86·1470/60 = 264263,11 (тыс. руб.).
Проектируемый вариант:
Рэ= (12,5·5·18,865+11·3·15,383+7·4,957+10·1,342+
+2,5·2,712) ·8000·1,03·0,87·1200,7/60 = 278598,56 (тыс.
руб.).
Итоги расчёта текущих затрат по базовому и проектируемому
вариантах сводим в таблицу 2.6.1 и определим экономию текущих затрат в
проектируемом варианте по сравнению с базовым.
Таблица 2.6.1 - Прирост прибыли в проектируемом варианте по
сравнению с базовым
|
№ п/п
|
Наименование статей расходов текущих затрат
|
Базовый на единицу, тыс. руб.
|
Базовый на годовую, тыс. руб.
|
Проектный на единицу, тыс. руб.
|
Проектный на годовую, тыс. руб.
|
Экономия (-), удорожание (+) на годовую
программу тыс. руб.
|
|
1
|
Основные материалы
|
8,295
|
157605
|
7,792
|
148048
|
-9557
|
|
2
|
Основная заработная плата основных рабочих
|
5,18
|
98420
|
4,515
|
85785
|
-12635
|
|
3
|
Дополнительная заработная плата основных
рабочих
|
0,88
|
16720
|
0,77
|
14630
|
-2090
|
|
4
|
Отчисления в ФСЗН
|
2,06
|
39151,4
|
1,8
|
34125,9
|
-5025,5
|
|
5
|
Амортизационные отчисления здания и сооружения
оборудование
|
-
|
1492,1
|
-
|
2751
|
1258,9
|
|
|
-
|
10965
|
-
|
12066,7
|
1101,7
|
|
6
|
Энергозатраты на технологические цели
|
-
|
264263,11
|
-
|
278598,56
|
14335,45
|
|
Итого прирост прибыли:
|
12611,45
|
2.7 Основные
параметры и оценка эффективности проектируемого варианта
Годовой экономический эффект рассчитаем по формуле [12, с.6]
Ээф. = DП - Ен · DК, (2.7.1)
где Ээф. - годовой экономический эффект от
предлагаемых мероприятий;
DП - прирост прибыли в проектируемом варианте по
сравнению с базовым;
Ен - нормативный срок окупаемости капитальных
вложений, Ен = 0,15 [6, с.126];
DК - прирост капитальных вложений в проектируемом
варианте по сравнению с базовым.
Ээф. = 12611,45 - 0,15 · 29795,5 = 8142 (тыс.
руб.).
Период возврата инвестиций (срок окупаемости) [12, с.7]:
Т = DК/DП, (2.7.2)
Т = 29795,5/12611,45 ≈ 2 года и 5 месяцев.
Производительность труда [12, с.7]:
ПТ = О/Ч, (2.7.3)
где ПТ - производительность труда;
О - годовой объём производства;
Ч - численность работающих.
Численность рабочих по принятому числу станков [2, с.150]:
(2.7.4)
где 
- принятое количество станков на участке
цеха, шт.;
ФД - действующий годовой фонд времени работы
оборудования, Фд=4016 ч.;
Кз - нормативный коэффициент загрузки оборудования, Кз
=0,8;
Ки - нормативный коэффициент использования
оборудования, Ки =1;
Фд. р - действующий годовой фонд времени работы
рабочего, ч. [2, с.150]
Фд. р=Фр·kp (2.7.5)
где Фр - номинальный годовой фонд времени рабочего, Фр=2070
ч. [2, с.150];p - коэффициент учитывающий время отпуска рабочего и
невыход его по уважительным причинам, при отпуске в 24 рабочих дня kp=0,87
[2, с.150].
Фд. р=2070·0,87=1800 (час).
Км - коэффициент многостаночного обслуживания, Км=1.
Количество рабочих:
Тогда находим производительность труда:
Базовый вариант:
ПТ = 19000/20 = 950.
Проектируемый вариант:
ПТ = 19000 /20 = 950.
Прирост производительности труда.
Прирост производительности труда определим по формуле [12, с.7]
DПТ = Эч. / Чб. - Эч., (2.7.6)
где Эч - высвобождение (экономия) численности в
проектируемом варианте по сравнению с базовым, определяется по следующей
формуле [12, с.7]:
Эч = (Тпр. - Тб.) · N / F · Кн,
Н·час, (2.7.7)
гдеЧб. - численность основных рабочих, занятых
изготовлением продукции (изделия) в базовом периоде, определяется по формуле:
Чб. = Тб. · N / F · Кн, (2.7.8)
где Тпр. - трудоёмкость изготовления продукции (детали)
в проектируемом варианте, Тпр. = 43,259 мин.;
Тб. - трудоёмкость изготовления продукции (детали) в
базовом варианте, Тб. = 49,982 мин.; - годовая программа
выпуска изделия (детали), N = 19000 шт.; - годовой эффективный фонд
рабочего времени одного рабочего (данные предприятия), F = 1800 ч.;
Кн - коэффициент выполнения норм выработки (при
технически обоснованных нормах Кн = 1).
Чб. = 43,259 · 19000/1800 · 1 · 60 = 7,6 ≈ 8;
Эч = (43,259 - 49,982) · 19000/1800 · 1 · 60 = - 1,183;
DПТ = - 1,183/8 - (-1,183) = 0,13 или 13 %.
тоги расчётов показателей экономической эффективности сводим в
таблицу 2.7.1
Таблица 2.7.1 - Основные экономические показатели проекта
|
№ п/п
|
Наименование показателей
|
Базовый вариант
|
Проектируемый вариант
|
|
1
|
Объём производства, шт.
|
19000
|
19000
|
|
2
|
Инвестиции (капитальные вложения), тыс. р.
|
112587,9
|
142383,4
|
|
3
|
Трудоёмкость изготовления единицы продукции
(детали), мин
|
49,982
|
43,259
|
|
4
|
Производительности труда, шт. /чел.
|
950
|
|
5
|
Прирост производительности труда, %
|
13
|
|
6
|
Прирост прибыли, тыс. р.
|
12611,45
|
|
7
|
Срок окупаемости капитальных вложений,
|
2 года и 5 мес
|
|
8
|
Годовой экономический эффект, тыс. р.
|
8142
|
3. Охрана
труда. энерго-ресурсосбережение
3.1
Необходимость охраны труда
Согласно статье 221 ТК РБ, охрана труда - это система
обеспечения безопасности жизни и здоровья работников в процессе трудовой
деятельности, включающая правовые, социально-экономические, организационные,
технические, психофизиологические, санитарно-гигиенические,
лечебно-профилактические, реабилитационные и иные мероприятия и средства.
Важнейший социальный эффект от реализации мер по охране труда
- это сохранение жизни и здоровья работающих, сокращение количества несчастных
случаев и заболеваний на производстве.
Здоровые и безопасные условия труда способствуют повышению
производительности, удовлетворенности работников своим трудом, созданию
хорошего психологического климата в трудовых коллективах, что ведет к снижению
текучести кадров, созданию стабильных коллективов.
Недостатки в работе по охране труда обусловливают
значительные экономические потери. Заболеваемость и травматизм работников,
затраты на компенсации за работу в неблагоприятных условиях труда приводят к
ухудшению экономических результатов работы предприятия.
Кроме этого, несчастные случаи, как правило, ведут к
нарушению производственного цикла, приостановке или изменению технологических
процессов, а зачастую к повреждению оборудования, машин и механизмов.
3.2 Анализ
состояния охраны труда
Правила по технике безопасности содержат требования
технического характера [7], направленные на защиту работающих от воздействия
предметов и средств труда, безопасную работу машин, оборудования и
инструментов, снабжение станков и машин конструктивными ограждениями,
предохранительными приспособлениями и др.
В ГОСТ 12.0.002-80 техника безопасности определена как
система организационных мероприятий, предотвращающих воздействие на рабочих
опасных производственных факторов, а производственная санитария - как система
организационных, технических средств, предотвращающих или уменьшающих
воздействие на работающих вредных производственных факторов.
Нормы по производственной санитарии и гигиене труда
определяют устройство производственных и бытовых помещений, рабочих мест в
соответствии с физиологией и гигиеной труда, а также безопасные пределы
содержания в воздухе производственных помещений пыли, газов, паров и др.
Улучшение условий труда, повышение его безопасности и
безвредности имеет большое экономическое значение. Оно влияет на экономические
результаты производства - на производительность труда, качество и себестоимость
выпускаемой продукции. На данном участке и в цеху в целом нет гальвано - и
термообработок, что положительно сказывается на безвредности и безопасности
работы персонала.
Производительность труда повышается благодаря сохранению
здоровья и работоспособности человека, экономии живого труда путем повышения
уровня использования рабочего времени, продлению периода активной трудовой
деятельности человека, уменьшению числа аварий и т.п.
Планировка оборудования выбирается с учётом грузопотоков и
людских потоков на участке. Станки на участке устанавливаются по группе
обработке. Удаление стружки осуществляется с помощью стружкоуборочных
конвейеров, которые находится под полом. Опасные зоны станков имеют защитные
щитки либо защитные ограждения.
Оптимальными условиями для работы в производственных
помещениях являются: температура воздуха 18-20°С, скорость движения
воздуха в зимнее время года - 0,2-0,5 м/с, в летнее - 0,2-1,0 м/с,
относительная влажность - 65%.
Для создания таких условий на предприятии используется
система вентиляции. Она также предназначена для удаления вредных веществ,
образующихся в результате производства, удаления перегретого воздуха.
Согласно ГОСТ 12.1.030-91 на участках обработки выполняется
заземление и зануление, которому подлежат металлические части электроустановок,
доступные для прикосновения человека и не имеющие других видов защиты. В
качестве заземлителей выступают металлические конструкции зданий, водопроводные
трубы.
В качестве защиты от шума применяют средства звукоизоляции и
звукопоглощения, также проводятся своевременное обслуживание оборудования и
регулярный медосмотр работников.
В качестве защиты от вибрации применяют следующие методы:
снижение параметров вибрации в самом источнике (отстройка от режима резонанса,
балансировка, своевременный ремонт); снижение параметров вибрации на путях ее
перемещения от источника (виброгасящие фундаменты, виброизоляция, применение
средств индивидуальной защиты). Для уменьшения вибрации кожухов, ограждений и
других деталей, выполняемых из стальных листов, колебания которых происходит в
резонансном режиме, применяют виброгашение. Это достигается нанесением на
вибрирующую поверхность материалов, обладающих большим внутренним трением.
Также предусматривается система защитного отключения, т.е.
система защиты, которая обеспечивает безопасность при аварийной ситуации.
Для тушения пожаров, которые могут возникнуть в аварийной
ситуации, предусматривают установление противопожарного оборудования: пожарных
щитов, кран, ящиков с песком. Для тушения электрооборудования используют
порошковые и углекислотные огнетушители. При пожаре рабочие должны выйти на
магистральные проезды и по ним двигаться на выход.
Также предусматривается наличие аптечек для оказания первой
медицинской помощи при несчастных случаях, аварии или поражении электрическим
током.
С правилами техники безопасности рабочие могут ознакомиться
на стендах, специально предусмотренных для этих целей, которые располагаются
рядом с пожарными щитами.
3.3
Мероприятия для улучшения условий труда
В разработанном технологическом процессе изготовления детали
"Винт 1Н983.90.153Б" используются токарные, фрезерные, сверлильные,
расточные и шлифовальные станки.
Общие требования при работе на металлообрабатывающем
оборудовании приведены в ГОСТе 12.3025-80, в соответствии с которым установка обрабатываемых
заготовок и снятие готовых деталей допускается вне зоны обработки при
применении специальных позиционных приспособлений (поворотных столов),
обеспечивающих безопасность работающих во время работы.
Для исключения попадания и соприкосновения рук станочников с
движущимися приспособлениями и инструментами должны использоваться механические
устройства (механические руки, револьверные приспособления, бункера).
При работе заготовок, выходящих за пределы оборудования,
должны быть установлены переносные ограждения и знаки безопасности.
Лица, чья работа связана с частым использованием СОЖ,
подлежат периодическому медицинскому осмотру.
Рабочие, занимающиеся перемещением грузов, должны пройти
обучение по специальности стропальщика и проходить аттестацию не реже 1 раза в
год.
Наиболее распространённым фактором травматизма на
металлорежущих станках является стружка и пыль от обрабатываемого материала,
для чего необходимо ограждать станки. Ограждение защищает станочника не только
при вылете и разрушении рабочего инструмента, но и от СОЖ.
Эксплуатируемое оборудование должно быть в исправном
состоянии. Работать на неисправном оборудовании запрещается. Оборудование
должно располагаться на фундаментах или основаниях.
Проходы между станками должны быть свободными. Все передачи
(зубчатые, ременные, цепные и др.) должны иметь специальные ограждения на
высоте 2 метра от уровня пола. Оборудование, работающее с выделением пыли
(сухое шлифование), необходимо размещать в отдельных помещениях, в которых
должна быть приточная вентиляция и пылеотсасывающие устройства.
Подвесные транспортные устройства (монорельсы, конвейеры и
др.) не должны располагаться под рабочим местом. Защитные устройства (экраны),
ограждающие зону обработки, должны защищать рабочего от стружки и СОЖ.
Безопасность работы станочника во многом зависит от
правильной организации его рабочего места и поддержания последнего в нормальном
состоянии. Станочник должен строго выполнять все требования инструкций по
охране труда.
Общие требования безопасности перед началом работы:
) привести в порядок рабочую одежду, застегнуть или
подвернуть обшлага рукавов, надеть головной убор;
) принять рабочее место от сменщика: проверить, хорошо ли
убран станок от стружки; ознакомиться с имеющимися в предыдущей смене
неполадками и с принятыми мерами их устранения;
) проверить наличие и исправность заземления, ограждения и
предохранительных устройств;
) разложить инструмент и приспособления в удобном для
пользования порядке, применять только исправный инструмент.
Общие требования безопасности при выполнении работы:
) перед каждым включением станка необходимо убедиться, что
пуск станка никому не угрожает опасностью;
) выполнять указания по обслуживанию и уходу за станком,
изложенные в руководстве по эксплуатации станка;
) работать только на станках, к которым допущены и выполнять
работу, которая поручена администрацией;
) постоянно контролировать исправность основного и
вспомогательного оборудования;
) не оставлять на работающем оборудовании инструменты и
другие вспомогательные материалы;
) удалять стружку с заготовки и станка только специальными
крючками и щетками-сметками;
) запрещается работать на станке, превышая его номинальную
мощность;
) для защиты глаз применять защитный экран или надевать
защитные очки;
) не переналаживать станок во время работы;
) запрещается работать на станке в рукавицах или перчатках, а
также с забинтованными пальцами без резиновых напальчников;
) при обработке деталей применять режимы резания, указанные в
операционной карте для данной детали, и не увеличивать их без ведома мастера;
) содержать в чистоте рабочее место в течение рабочего дня и
не загромождать его деталями, заготовками и другими предметами;
) не разрешать уборщику убирать у станка во время его работы
и не делать это самому.
3.4 Расчеты
экономии энергии и ресурсов
Одним из действенных способов уменьшить влияние человека на
природу является увеличение эффективности использования энергии -
энергосберегающие технологии
<#"866710.files/image112.gif"> (3.4.1)
где Qx - реактивная мощность, потребляемая
электродвигателем из сети при холостом ходе, квар.;
Кн - коэффициент нагрузки электродвигателя;
Р - средняя нагрузка электродвигателя, кВт;н - реактивная
мощность электродвигателя при номинальной нагрузке, квар;
=0.59 - производная от номинального коэффициента мощности
электродвигателя;
Кэ - коэффициент повышения потерь;
ΔРа. н - прирост потерь активной
мощности в электродвигателе при нагрузке 100%, кВт;
γ - коэффициент, зависящий от конструкции
электродвигателя;
Реактивная мощность, потребляемая электродвигателем из сети при
холостом ходе:
(3.4.2)
квар
Реактивная мощность электродвигателя при номинальной нагрузке:
(3.4.3)
квар
Коэффициент нагрузки электродвигателя:
(3.4.4)
Коэффициент, зависящий от конструкции электродвигателя:
(3.4.5)
Прирост потерь активной мощности в электродвигателе при нагрузке
100%:
(3.4.6)
Суммарные потери активной мощности составят:
кВт.
Параметры заменяемого электродвигателя АИРМ132М4: Рн=11
кВт;
н=
380 В; ηн = 0.89; cosφ = 0.85; Ix= 20 A; ΔРх = 0.9 кВт, КЭ=
0.15 кВт/квар. Определяем:
квар
квар.;
кВт.
В результате замены незагруженного электродвигателя получим
снижение потерь активной мощности в электродвигателе и электрических сетях:
кВт.
Определим экономию электроэнергии в год при работе станка в 2
смены. Число рабочих дней в году при 5-дневной рабочей неделе составляет 250.
Тогда общее количество часов работы станка составит
ч.
При коэффициенте нагрузки станка Кн= 0.96 экономия
электроэнергии составит:
∆Р∑ = Кн Ч R Ч ∆Р = 0.96
Ч4000 Ч 0.9 = 3456 кВт×ч.
При приблизительно стоимости 1 кВт×ч электроэнергии 1500 руб. экономия за год составит:
=5 184 000 руб
Мероприятия по замене электродвигателя оправданы при недостаточном
использовании оборудования и в перспективе могут служить препятствием для
полного использования оборудования при усовершенствовании технологии.
Экономия электроэнергии путем установки
автоматических ограничителей холостого хода рабочих машин:
Экономия электроэнергии получается и за счет применения
ограничителей холостого хода на станках, имеющих межоперационное время (время
холостого хода) 10 с и более.
При работе пресса, электродвигатель установки работает на
холостом ходу в пределах (10¸12) сек. с нагрузкой 6 кВт. Для расчета экономии
необходимы следующие данные:
мощность холостого хода 
= 6 кВт;
номинальная мощность электродвигателя 
= 18.5 кВт;
продолжительность межоперационного времени 
= 12 c;
число циклов работы N = 90 циклов/час.
Определим коэффициенты a и b:
(3.4.7)
Часовая экономия электроэнергии системы электропривода, кВт×ч:
, (3.4.8)
где ε = 0.27 -
показатель эффективности.
кВт×ч.
За год ожидаемая экономия составит:
кВт×ч.,
(3.4.9)
где R = 4000 ч - годовой фонд времени работы ТПА в 2 смены.
Годовая экономия средств составит:
руб (3.4.10)
Заключение
В дипломном проекте рассмотрена деталь "Винт
1Н983.90.153Б". На основании анализа технологического процесса
механической обработки детали - "Винт 1Н983.90.153Б" можно сделать
следующие выводы о применяемом технологическом оборудовании, оснастке, режимах
и условиях обработки.
Качественный анализ технологичности данной детали позволяет
сделать вывод о технологичности детали. Экономически целесообразно использовать
заготовки из проката.
Анализ технологического процесса на основании времени
обработки, цены оборудования говорит об экономической целесообразности
применения станков с более высокой производительностью, т.к. уменьшится время
на обработку, что существенно окупит все затраты с приобретением дорогостоящих
станков с ЧПУ.
Так же было спроектировано станочное и контрольное
приспособление применяемые при изготовлении данной детали. Небольшая
номенклатура применяемого оборудования и его универсальность позволяет
изготавливать данную деталь с другими деталями и производить быструю
переналадку для обработки других деталей. Исходя из полученных данных был
составлен комплект документов.
Список
использованных источников
1. Горбацевич
А.Ф. Курсовое проектирование по технологии машиностроения. Минск,
"Вышэйшая школа”, 1975.
2. Дипломное
проектирование по технологии машиностроения: [Учебное пособие для вузов/ В.В.
Бабук, П.А. Горезко, К.П. Забродин и др.] Под общей редакцией В.В. Бабука. -
Мн.: Выш. Школа, 1979. - 464 с., ил.
3. Зенюк,
И.А. Машиностроительное черчение с элементами конструирования / И.А. Зенюк,
Ю.Г. Козловский, А.П. Поляничева - Под ред. И.А. Ройтмана. - Минск: Выш. Школа,
1977. - 256 с. ил.
. Корсаков
В.С. Основы конструирования приспособлений в машиностроении М.,
"Машиностроение”, 1971.
5. Проектирование
технологической оснастки: Учебник для студ. машиностроит. специальностей высш.
учебных заведений. / Горохов В.А. - Мн.: Бервита, 1997. - 344 с.
. Проектирование
технологических процессов механической обработки в машиностроении: Учеб.
пособие / В.В. Бабук, В.А. Шкред, Г.П. Кривко, А.И. Медведев; Под ред. В.В.
Бабука. - Мн.: Выш. Шк., 1987. - 255 с.: ил.
. Справочник
технолога-машиностроителя. В двух томах. Изд.3, переработанное. Том 2. Под
редакцией А.Н. Малова.М., "Машиностроение”, 1972, стр.568.
. Якобсон
М.О. Технология механической обработки в автоматизированном производстве. - М. : Машгиз, 1962
9. T-FLEXCAD,
Краткий вводный курс - АО "Топ Системы", - 2008. - 223 с.
НОРМАТИВНЫЕ
ДОКУМЕНТЫ
1. ГОСТ
2.104-68 Единая система конструкторской документации. Основные надписи.
2. ГОСТ
2.105-95 Единая система конструкторской документации. Общие требования к
текстовым документам.
. ГОСТ
2.703-68 Единая система конструкторской документации. Правила выполнения
кинематических схем.
. ГОСТ
2.770-68 Единая система конструкторской документации. Обозначения условные
графические в схемах. Элементы кинематики.
. ГОСТ
8.417-81 Государственная система измерений. Единицы физических величин.
6. ГОСТ
25 346-89 Основные нормы взаимозаменяемости. Единая система допусков и посадок.
Общие положения. Ряды допусков и основных отклонений.