Конструкторская часть

4. Конструкторская часть.

4.1. Приспособление для алмазного выглаживания сложнопрофильных поверхностей.

Обеспечение качества рабочих поверхностей деталей методами ППД – один из способов повышения надежности изделий машиностроения. Существует большой класс тел вращения сложного профиля, поверхность которых целесообразно обрабатывать методами ППД, но широкое применение методов ППД для обработки деталей сложного профиля ограничивается из-за того, что трудно поддерживать заданный режим обработки(силы выглаживания, углы контакта инструмента с заготовкой) в течении всего процесса обработки. В дипломном проекте как раз и разработан техпроцесс для обработки валка, профилирующая поверхность которого и является фасонной.

Для устранения вышеуказанного недостатка разработано устройство для алмазного выглаживания тел вращения сложного профиля на станках с ЧПУ.

Устройство позволяет решить задачу сохранения нормального или отличного от нормального угла контакта между осью инструмента(28) и касательной к профилю заготовки в течении всего процесса тех. обработки.

Устройство состоит из корпуса 29 которое посредством державки 25 устанавливается в резцедержателе станка.

Державка 26 установлена в корпусе с одной стороны на оси 40, через подшипник качения 14, с другой стороны на выходном валу 22 редуктора 30. Для облегчения сборки редуктор совместно с электродвигателем 11 выполнен как отдельный узел и крепится к корпусу двумя винтами 2. Соосность оси 40 и выходного вала редуктора 22 обеспечивается стаканом 43.

В державке 26 на оси 12 установлен рычаг 42 с индентором 28. Рычаг поджат к упору 38 тарированной пружиной 16. Заданная величина силы поджатия, которая является также и силой выглаживания обеспечивается винтом 23 и гайкой 24, а визуально контролируется по указателю 44. Инструмент 28 установлен таким образом, чтобы его вершина пересекала ось вращения державки 26 на С=0,81мм.

В державке на двух цилиндрических направляющих 39 установлен корпус копира 31, который имеет свободный ход 5-7 мм и отжат от державки пружиной 17.

В корпусе 31 на оси 41 установлен копир 37, выполненный из антифрикционного материала. Копир имеет возможность поворачиваться на оси 41 на угол 7 10⁰. Угол поворота посредством оси 13 и диска 27 передается на движок потенциометра 18. Потенциометр 18 и электродвигатель 11 через разъем 19, установленный в корпусе 32, подсоединен к дифференциальному усилителю, выполненному в отдельном корпусе.

Принцип работы устройства. (смотри лист)

Корпус устройства 1 устанавливается в резцедержателе станка с ЧПУ. Резцедержатель с устройством перемещается по траектории, эквидистаночной рабочему профилю детали. Поджатый к поверхности детали 2 копир 3 отслеживает ее профиль и одновременно поворачивает движок потенциометра 4. Угол поворота, преобразованный мостовой схемой, к которой подсоединен потенциометр 4, в напряжение рассогласования, усиливается дифференциальным усилителем 5 и управляет работой электродвигателя 6. Электродвигатель через редуктор 7 доворачивает державку 8 с инструментом 9 на угол, пропорциональный напряжению рассогласования, в сторону уменьшения напряжения рассогласования. Заданная сила выглаживания в устройстве обеспечивается тарированной пружиной 10 и перемещением вершины индентора совместно с устройством по траектории, эквидистаночной профилю детали. Таким образом, угол контакта между осью инструмента и касательной к профилю детали выдерживается предлагаемым устройством по принципу следящей системы с обратной связью, параметры которой выбирают, исходя из требуемой точности угла контакта инструмента с деталью.

Полуавтоматическое приспособление для затачивания выглаживающих наконечников.

Приспособление устанавливается на универсально-заточных станках. Оно имеет угольник 1, на вертикальной полке которого с помощью двух упорных подшипников и винта 2 установлен переходник 3. На переходнике болтами закреплен корпус 4, в котором смонтированы все механизмы приспособления. В зависимости от формы рабочей поверхности затачиваемого инструмента можно менять положение корпуса относительно переходника. Заданное положение корпуса в переходнике контролируется расстоянием между полкой переходника и стенкой корпуса. В корпусе размещены шпиндельный узел, механизм осевого перемещения шпинделя 5, механизм его вращательного движения, механизм качательного движения корпуса.

Привод вращательного движения шпинделя и качательного движения корпуса осуществляется непосредственно от шпинделя станка, для чего на нем устанавливают специальную оправку 7, на которой крепится алмазный круг, а в шлицевое отверстие оправки вставляется гибкий валик 8. Посадка гибкого валика в отверстии обеспечивает передачу только крутящего момента, при этом валик может свободно перемещаться вдоль оси отверстия.

Кинематическая цепь вращения шпинделя 5 состоит из системы цилиндрических зубчатых колес, а цепь качательного движения корпуса 4 – из винтовой передачи и кривошипного механизма.

В Г-образном пазу кривошипа 15 крепится палец 21, устанавливаемый в паз планки 14, закрепленный на вертикальной полке угольника 1. При вращении кривошипа палец совершает возвратно-поступательное движение в пазу планки, а ось вращения кривошипа совместно с корпусом 4 – возвратно-качательное движение относительно оси втулки 2.

Схема качания.

Для заточки инструмента со сферической рабочей поверхностью ось вращения инструмента и ось его возвратно-качательного движения должны быть расположены в одной плоскости. Для этого в предварительно закрепленном на столе станка приспособлении втулку 2 и шпиндель 5 располагают так, чтобы их оси находились в одной плоскости. Это выполняется так: на переходнике нанесено клеймением такое значение размера N, при котором положение корпуса относительно переходника обеспечивает пересечение указанных осей. Этот размер набирается посредством концевых плиток, устанавливаемых в паз между переходником и корпусом. Последний перемещают в этом пазу до прижатия плиток в полке переходника. В таком положении корпус закрепляют, а концевые иеры снимают.

Затачиваемый инструмент устанавливают в цани 6 и винтом 12 крепят в шпинделе приспособления. Защитную крышку 13 на время установки инструмента снимают. Далее в посадочное отверстие втулки 2, являющейся осью качания приспособления, помещают специальный калибр, рабочая плоскость которого совпадает с осью втулки (смотри формат). Закрепленный в шпинделе инструмент вращением микрометрического винта 17 перемещают до соприкосновения с рабочей плоскостью калибра, после чего калибр снимают с приспособления.

Это положение инструмента соответствует нулевому значению радиуса сферы. Затем затачиваемый инструмент с помощью микрометрического винта передвигают вперед на расстояние равное заданному радиусу (смотри формат). Отсчет значения осевого перемещения производят по нониусу с ценой деления 0,01мм. Угол качания инструмента или эксцентриситет кривошипа определяет величина центрального угла сферического участка рабочей поверхности инструмента. Возвратно-качательные движения должны совершаться симметрично относительно нормального положения инструмента, при котором его ось перпендикулярна рабочей плоскости алмазного круга. Это обеспечивает формирование всего сферического участка инструмента.

Приспособление, помещенное на заданный радиус и угол качания, подводится к шлифовальному кругу, предварительно закрепленному в оправке на шпинделе станка. Используя вертикальное перемещение шлифовальной головки и продольное стола, совмещают ось шпинделя станка с осью отверстия шестерни 9. В отверстие последней устанавливают один конец гибкого валика, а поперечным перемещением стола вводят другой конец в шлицевое отверстие оправки 7.

Далее включением вращения шпинделя станка приводят в движение механизмы приспособления, а поперечным перемещением стола передвигают затачиваемый инструмент до соприкосновения с рабочей плоскостью шлифовального круга. Это положение стола фиксируется. Необходимый припуск на заточку устанавливают осевым перемещением гайки 18 совместно с кольцом 19, которое осуществляется отвертыванием винта 17. Отсчет значения припуска производят по нониусу. В момент установки припуска кольцо 19 деформирует пружину 20, а так как инструмент находится в контакте с кругом, между кольцом и торцом втулки 16, то есть до тех пор, пока не будет удален весь припуск. Во время заточки инструмент поднимается к кругу пружиной 20.

Организационно-экономический расчет.

Преподаватель: Одинцова Л.А.

Технико-экономическое обоснование проектируемого варианта технологического процесса механической обработки валков для трубосварочных станов.

Исходные данные.

Введение.

Решение о целесообразности проектируемой технологии принимается на основе годового экономического эффекта, определяемого путем сопоставления приведенных затрат по базовой и новой технологии.

Определение капитальных вложений.

Коэффициент занятости технологического оборудования

К_з.о.=Q_г.раб/Q_{г.раб.общ}, где

Q_г.раб – годовой объем работы оборудования по выполнению операции изготовления данной детали, маш-ч/год;

Q_{г.раб.общ} – общее время работы оборудования за год, маш-ч/год;

Q_г.раб.i=t_{ш-к i}*В/(К_в.н.*60); Q_{г.раб.общ.i}=F_д*К_з , где

В – годовой выпуск детали;

К_в.н. – коэффициент, учитывающий выполнение норм времени;

К_в.н.=1,18.

Отрезка.

К^Б_з.о.=19,3*7095/(1,18*60*4060*0,7)=0,68;

К^н_з.о.=1,96*7095/(1,18*60*4060*0,7)=0,07;

Токарная обработка (обработка отверстия и торца).

К^Б_з.о.=48,8*7095/(1,18*60*4060*0,7)=1,72;

К^н_з.о.=29,86*7095/(1,18*60*3890*0,7)=1,02;

Обработка паза.

К^Б_з.о.=2*7095/(1,18*60*4060*0,7)=0,07;

К^н_з.о.=2,77*7095/(1,18*60*4060*0,7)=0,1;

Окончательная обработка.

К^Б_з.о.(3Б724)=3,4*7095/(1,18*60*4060*0,7)=0,12;

К^Б_з.о.(3А228)=1*7095/(1,18*60*4060*0,7)=0,035;

К^Б_з.о.(3А164)=1,2*7095/(1,18*60*4060*0,7)=0,042;

К^Б_з.о.(1А62)=2,5*7095/(1,18*60*4060*0,7)=0,09;

К^н_з.о.=28,2*7095/(1,18*60*3890*0,7)=1;

Балансовая стоимость оборудования.

К_бо=^m_i=1ⁿ_d=1Ц_{об id}*C_{o id}*К_з.о.id , где

 - коэффициент, учитывающий затраты по доставке и монтажу оборудования(для металлорежущих станков =1,1);

m – количество операций техпроцесса;

n – количество типоразмеров оборудования, занятого выполнением i-й операции изготовления детали;

Ц_{об id} – оптовая цена единицы оборудования d-го типоразмера, занятого выполнением i-й операции;

С_{о id} – принятое количество технологического оборудования d-го типоразмера, занятого выполнением i-й операции;

К_{з.о. id} – коэффициент занятости технологического оборудования d-го типоразмера, занятого выполнением i-й операции изготовления данной детали;

К^Б_бо=1,1*(7,9*10⁶*1*0,68+7,9*10⁶*2*1,72+10*10⁶*1*0,07+

+30*10⁶*1*0,12+28*10⁶*1*0,035+25*10⁶*1*0,042+

+13*10⁶*1*0,09)=44,1*10⁶руб;

К^н_бо=1,1*(14,63*10⁶*1*0,07+9,8*10⁶*3*1,02+28,3*10⁶*1*0,1+

+11*10⁶*1*1)=73,23*10⁶руб.

б) Стоимость здания, занимаемого оборудованием.

К_пл=^m_i=1ⁿ_d=1Ц_пл*S_id*id*К_зп.id , где

Ц_пл – средняя стоимость 1м² общей площади здания, руб;

S_id – габариты оборудования d-го типоразмера, занятого выполнением i-й операции, м²;

_id – коэффициент, учитывающий дополнительную площадь, приходящуюся на оборудование d-го типоразмера, занятого выполнением i-й операции;

К_зп.id – коэффициент занятости площади для изготовления данной детали (по величине равен К_зо.id)

К^Б_пл=500000[3,6*4,5*0,68+3,6*4,5*1,72*2+1,9*5*0,07+

+8*4*0,12+7*4*0,035+6*4*0,042+3*4,5*0,09]=

=59,3млн.руб.;

К^н_пл=500000[8,3*4*0,07+(5,8+1,23)*4*1,02*3+13,5*3,5*0,1+

+(5,8+1,23)*4*1]=43,5 млн.руб.;

в) Стоимость приспособлений.

К_пр=^m_i=1ⁿ_d=1Ц_пр*П_id , где

Ц_{пр id} – стоимость приспособления d-го типоразмера, исполненного на i-й операции, руб;

П_id – количество приспособлений d-го типоразмера, исполненных на i-й операции.

Приспособления для отрезки.

К^Б_пр=500000руб; К^н_пр=450000руб;

Приспособления для обработки паза.

К^Б_пр=720000руб; К^н_пр=0руб;

Приспособления для обработки профиля ручья.

К^Б_пр=480000руб2=960000руб; К^н_пр=0руб;

Приспособления для алмазного выглаживания.

К^Б_пр=0руб; К^н_пр=800000руб;

Общая стоимость приспособлений.

К^Б_пр=2,18млн.руб; К^н_пр=1,25млн.руб;

г) Затраты на разработку программ.

К_тп=S_п*в , где

S_п – стоимость подготовки программы на одно наименование детали, руб;

в – число наименований деталей, обработанных на станке за год, шт.

К^Б_тп=0; К^н_тп=S_п*в=20000*10=200000руб;

д) Капитальные затраты по вариантам базовому и новому.

К=К_бо+К_пл+К_сб+К_пр+К_тп ,

К^Б=44,1*10⁶+59,3*10⁶+2,18*10⁶+0=110,7млн.руб;

К^н=73,23*10⁶+43,5*10⁶+1,25*10⁶+0,2*10⁶=118,2млн.руб;

Расчет себестоимости механической обработки.

А)Затраты на основные материалы.

S_ом=(G_м*Ц_м*К_тз-q₀Ц₀)*В , где

G_м – масса заготовки, кг;

Ц_м – цена 1кг заготовки или материала, руб;

К_тз – коэффициент, учитывающий транспортно-заготовительные расходы;

q₀ – количество реализуемой стружки в кг.

q₀=G_м-q;

q – чистая масса готовой детали, кг;

Ц₀ – цена 1кг стружки, руб.

S^Б,н_ом=(45*464*1,05-20*92)*7095=142,5млн.руб.

Б) Заработная плата основных рабочих.

L₀=К_вн*К_пр*1,167*В*^m_i=1t_{ш-к i}*l_i , где

К_вн – коэффициент, учитывающий средний процент выполнения технически обоснованных норм(К_вн=1,18);

К_пр – коэффициент, учитывающий приработок рабочих(К_пр=1,21,4);

1,167 – коэффициент,учитывающий дополнительную зарплату и отчисления в соцстрах(7,7%);

l_i – часовая тарифная ставка работы, выполняемой на i-й операции, руб.

L^Б₀=1,18*1,2*1,167*7095*(77,2/60)*885=13,35млн.руб;

L^н₀=1,18*1,2*1,167*7095*(62,79/60)*885=10,86млн.руб;

В) Зарплата вспомогательных рабочих.

L_в=К_вн*К_пр*1,167*В*^m_i=1(t_{ш-к i}/С_об)*l_нi , где

L_нi – часовая тарифная ставка наладчика;

С_об – нормы обслуживания по данным предприятий.

L^Б_в=1,18*1,2*1,167*7095*(77,2/(60*12))*612,9=775тыс.руб;

L^н_в=1,18*1,2*1,167*7095*[(1,96+2,77)/(60*12)+58,06/(60*5)]*

*612,9=1,44млн.руб;

г) Затраты по амортизации оборудования.

А₀=К_бо*а/100 , где

а – норма амортизационных отчислений.

А^Б₀=44,1*10⁶*10,8/100=4,76млн.руб;

А^н₀=73,23*10⁶*10,9/100=8млн.руб;

Д) Затраты на амортизацию и ремонт приспособлений.

S_пр=( 1/Т_пр+_р/100)^m_i=1ⁿ_d=1Ц_пр.id*П_id , где

Т_пр – срок службы приспособлений, год;

_р – процент расходов на ремонт приспособлений(10-20%).

S^Б_пр=(1/2+20/100)*2,18*10⁶=1,53*10⁶руб;

S^н_пр=(1/2+20/100)*1,25*10⁶=0,875*10⁶руб;

Е) Затраты на износ и содержание управляющих программ.

S_у=К_тп*R_п/Z , где

R_п – коэффициент, учитывающий возобновление перфоленты;

R_п=1,1;

Z – продолжительность выпуска детали одного наименования, год.

S^Б_у=0; S^н_у=2*10⁵*1,1/4=55тыс.руб.

Ж) Затраты на силовую и технологическую электроэнергию;

S_э=N_д*К_N*К_од*К_w*t_м*Ц_э*В/_н , где

N_д – суммарная установленная мощность электродвигателей, кВт;

К_N – коэффициент загрузки электродвигателей по мощности;

К_од – коэффициент одновременности работы электродвигателей

(К_од=0,8);

К_w – коэффициент, учитывающий потери электроэнергии в сети

(К_w=1,05);

t_м – машинное время на операцию, час;

Ц_э – стоимость 1кВт/час электроэнергии по двухст. тарифу, руб.;

_н – коэффициент полезного действия электродвигателей

(_н=0,65)

S^Б_э=[0,5*11*3+0,5*18,5+0,4*7*3+0,7*10]*0,8*1,05*(77,2/60)*150*

*7095/0,65=72,6млн.руб.;

S^н_э=[0,6*5,5+0,7*10*3+0,6*18,5+0,65*10]*0,8*1,05*(62,79/60)*150*

*7095/0,65=60,32млн.руб.;

З) Затраты на ремонт оборудования.

S_р=(W^м_рем*К_мех+W^э_рем*К_э)*_т*К_зо , где

W^м_рем,W^э_рем – нормативы годовых затрат на все виды ремонта

(капитальный, средний, малый), осмотры и межремонтное

(техническое) обслуживание соответствующих механических и электрических частей оборудования;

К_мех,К_э – категория сложности ремонта механической и электрической части;

_т – коэффициент, учитывающий класс точности ремонтируемого оборудования;

S^Б_р=[3*(30,8*11+7,3*8,5)*0,68+(33,2*9+7,9*3,5)*0,07+

+(28,8*24+6,9*16)*0,12+(40,9*8,5+9,7*10)*(0,035+0,042)+

+(33,2*11+7,9*8,5)*0,09]*4000=13,21млн.руб.; [см. табл. 2.1.]

S^н_р=[(30,8*6+7,3*2)*0,07+(33,2*14+7,9*24)*1,02*3+

+(28,8*9+6,9*6,5)*0,1+(33,2*14+7,9*24)*1,2]*4000=

=10,68млн.руб.; [см. табл. 2.1.]

и) Затраты на техобслуживание и ремонт устройств с ЧПУ.

S^Б_ру=0; S^н_ру=259*4000*4=4,16млн.руб.;

Таблица 2.1.

К) Затраты на амортизацию и содержание площади.

А_пл=П*S*К_зо , где

П – годовые затраты на амортизацию и содержание площади в расчете на 1м² площади, руб.(затраты на освещение, отопление, вентиляцию, ремонт и уборку).

S – площадь участка, м².

А^Б_пл=44000*[3,6*1,72+1,9*0,07+8*0,12+7*0,035+6*0,042+

+3*0,09]=1,2млн.руб.

А^н_пл=44000*[8,3*0,07+(5,8+1,23)*1,02*3+13,5*0,1+

+(5,8+1,23)*1]=0,95млн.руб.

л) Себестоимость механической обработки деталей.

С=S_ом+l₀+l_в+А₀+S_пр+S_у+S_э+S_р+S_ру+А_пл ;

С^Б=142,5+13,35+0,775+4,76+1,53+0+0+72,6+13,2+1,2=250,5млн.руб.

[см. табл. 5.1.]

С^н=142,5+10,9+1,44+8+0,875+0,055+60,32+10,7+

+4,16+0,95=236,7млн.руб.; [см. табл. 5.1.]

м) Годовой экономический эффект.

Э=(С₁+Е_н*К₁)*В₂/В₁-(С₂+Е_н*К₂)=С₁*В₂/В₁-(С₂+Е_н*К₂);

(С₁+Е_н*К₁) и (С₂+Е_н*К₂) – приведенные затраты на годовой выпуск деталей по базовой и новой технологии, руб.;

С₁ и С₂ – себестоимость годового выпуска деталей по базовой и новой технологии, руб.;

К₁ и К₂ – капитальные вложения по базовой и новой технологии, руб.;

В₁ и В₂ – годовой выпуск деталей по базовой и новой технологии, руб.;

Е_н – нормативный коэффициент эффективности капиталовложений

(Е_н=0,15).

Э=250,5*10⁶*7095/7095-(236,7*10⁶+0,15*118,2*10⁶)=

=14,93*10⁶руб. [3,93млн.руб.]

н) Срок окупаемости капиталовложений.

Т₀=К_доп/Э_г=(К₂-К₁*В₂/В₁)/((С^'₁-С^'₂)*В₂)=

=118,2*10⁶/((35307-33362)*7095=0,54 года. [8,6 лет].

Определение границ целесообразного применения нового варианта техпроцесса.

Так как базовый и новый варианты требуют разных капитальных затрат на их внедрение, то критическую программу выпуска рассчитаем по формуле

N_г.к.=[(К₂-К₁):N_г*Е_н]/(С_мо1-С_мо2) , где

С_мо1 и С_мо2 – соответственно себестоимость механической обработки одной детали по базовому и новому вариантам техпроцесса.

К₂ и К₁ - соответственно капитальные затраты по базовому и новому вариантам техпроцесса.

N_г.к.=(7,5*10⁶/(7095*0,15))/(13,8*10⁶)=1800 шт.

Показатели экономической эффективности проектируемого техпроцесса.

Таблица 5.1.

Похожие работы

Применение компрессоров в промышленности

Скачать

81831

11

12

... МПа (кгс/см2) 0,588 (6,0) Температура газа начальная,°С от+5 до +15 Температура газа конечная °С, не более 110 Мощность, потребляемая компрессором, кВт 24+1,2 Частота вращения ведущего ротора, об/мин 5446 По техническому заданию за основу принят выпускаемый серийно Читинским машиностроительным ...

Разработка технологии и процесса ремонта двигателей автомобиля КамАЗ 5320 на АТП

Скачать

98140

13

0

... . На участке установлены кран-балки в первом и втором помещении, для перемещения тяжелых запасных частей, и самого двигателя в целом. 1.3.8 Организация ТО и ТР на участке Схема технологического процесса Т.О. и ремонта автомобилей При возвращении с линии автомобиль проходит через контрольно-технический пункт (КТП), где дежурный ме­ханик проводит визуальный осмотр автомобиля (автопоез­да) и ...

Проект вагонного участка по ремонту систем кондиционирования воздуха пассажирских вагонов

Скачать

77792

11

0

... рабочих 6 – 8 %, младшего обслуживающего персонала 2 – 3 %. 4 НАЗНАЧЕНИЕ, СОСТАВ И ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОЕКТИРУЕМОГО УЧАСТКА ПО РЕМОНТУ СИСТЕМ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА 4.1 Работы, связанные с ремонтом систем кондиционирования воздуха В настоящее время в пассажирском вагонном депо работы, связанные с ремонтом систем кондиционирования воздуха выполняются в основном на открытых и временно ...

Управление водродным компрессором, цех4 ЗАО Каустик

Скачать

84936

16

36

... трудозатраты на проведение ТО-1, чел/час; Т2 - трудозатраты на проведение ТО-2, чел/час; Т3 - трудозатраты на проведение ТО-3, чел/час. Водородное отделение цеха №4 ЗАО «Каустик» состоит из 2 компрессоров одинаковой мощности. Количество трудозатрат на обслуживание водородного отделения определили по формуле , (44) где n – количество обслуживаемых компрессоров, шт. ...