Расходы на эксплуатацию приспособления

2.   Расходы на эксплуатацию приспособления

,

где  - коэффициент затрат на проектирование оснастки ();

 - срок службы приспособления (2 года);

 - коэффициент, учитывающий расходы на ремонт и эксплуатацию ().

,

 или

,

где  - годовая программа выпуска, ;

 - срок эксплуатации приспособления (2 года);

 - процент расходов на ремонт и эксплуатацию приспособления.

.

3.   Экономия от внедрения приспособления:

,

где  - стоимость одной минуты работы станка, ;

,

где ; ;  [ ];

.

Т.к. экономия от внедрения приспособления перекрывает расходы, то данное приспособление экономически выгодно и его можно применить на производстве.

Методика расчета проведена по [9, 18].

3.2. Технико-экономическое обоснование приспособления на операцию фрезерования контура детали

Стоимость приспособления:

, где

 - стоимость одной условной детали приспособления;

 - коэффициент сложности приспособления [6, 225];

 - количество деталей в приспособлении.

.

.

Расходы на эксплуатацию приспособления:

, где

 – годовая программа выпуска, ;

 – срок эксплуатации приспособления ();

 – процент расходов на ремонт и обслуживание приспособлений (20%-30%).

.

Экономия от внедрения приспособления:

, где

 - стоимость одной минуты работы станка, руб., мин.

, где

 [9, 223]

.

Вывод: так как условие  (), то данное приспособление экономически выгодно и его можно применить на производстве (методика расчета произведена по [9, 18]).

3.3. Технико-экономическое обоснование выбора конструкции приспособления на операцию сверления

Целесообразность применение приспособления должна быть экономически оправдана. Расчеты экономической эффективности основываются на сопоставлении затрат и экономии. Применение приспособления считается экономически выгодным, если годовая экономия больше, чем годовые затраты, связанные с ним.

Определим ожидаемую экономию:

где  - штучно-калькуляционное время при первом и втором варианте

использования конструкции приспособления.

- себестоимость одной станко-минуты:

 [14,222]

где - переменные затраты, пропорциональные изменению времени обработки[14,223] .

- переменно - постоянные затраты (входят затраты на амортизацию и эксплуатации станка)[14,223].

 - прочие постоянные цеховые расходы, которые при данном объеме выпуска валовой продукции остаются постоянными независимо от изменения времени обработки [14,223].

N - годовая программа выпуска

Годовые затраты на специальное приспособление:

 [14,222]

где С - стоимость приспособления выбираем условно из [14,225]

 - коэффициент проектирования [14,224] ;

 - коэффициент эксплуатации [14,224] ;

 лет - срок службы приспособления.

Ожидаемая экономия:

руб.

t_шт1 =5,42 мин; t_шт2 = 4,16 мин.

Изменение  произошло вследствие одновременного сверления трех отверстий.

 руб/мин

где = 0,014 [14,223] ;

=0,0038 [14,223];

 =0,0026 [14,223] .

Годовая программа N = 400 штук в год.

Найдем годовые затраты:

 руб.

 руб.

где С₁=45 руб. [14,225] ;

С₂=62 руб. [14,225] ;

=0,3 [14,224] ;

=0,25 [14,224] ;

=5 лет.

Тогда:

Проверяем условие на выполнение. , условие выполняется, значит делаем вывод о целесообразности внедрения нового проекта.

3.4. Технико-экономическое обоснование применения специального инструмента

Экономическое обоснование применения специального инструмента – зенковки проведем в сравнении с торцевой фрезой.

Расчет ведется по формуле:

,

где  - расходы на инструмент;

 - фондовая стоимость инструмента

(, );

 - штучное время,

(, );

 - коэффициент, учитывающий переточки;

 - время службы зенковки,

 - время службы фрезы.

Тогда,

,

.

Экономия от применения специального инструмента:

,

где ;

 - годовая программа выпуска деталей, ;

.

Т.к. экономия больше расходов на инструмент, то внедрение инструмента является выгодным.

3.5. Технико-экономическое обоснование выбора маршрута

Расчет технологической себестоимости проводим по методике изложенной в [3, 112].

Технологической себестоимостью детали называется та часть ее полной себестоимости, элементы которой существенно изменяются для различных вариантов технологического процесса.

, где

 - стоимость исходной заготовки;

 - заработная плата станочника;

 - заработная плата вспомогательного рабочего;

 - затраты на амортизацию оборудования;

 - затраты на амортизацию оснастки;

 - затраты на ремонт оборудования;

 - затраты на инструмент;

 - затраты на электроэнергию;

 - затраты на содержание производственных площадей;

 - затраты на управляющую программу.

1.   ,

,

,

 - часовой норматив заработной платы рабочего,

 - штучное время изготовления одной детали,

 - коэффициент многостаночного обслуживания (, ) [3, 114].

, где

 - годовой норматив заработной платы вспомогательного рабочего,

, , [7, 701];

 - количество смен ();

 - действительный годовой фонд времени работы оборудования (при двухсменном режиме работы для станков с ручным управлением , для станков с ЧПУ );

 - количество станков обслуживаемых вспомогательным рабочим , .

,

.

, где

 - фондовая стоимость оборудования, ;

, ;

 - норматив амортизационных отчислений, ;

 [7, 703];

,

.

, где

 - фондовая стоимость технологической оснастки;

, ;

 - годовая программа выпуска ();

,

.

, где

 - норматив затрат на ремонт механической части оборудования, ;

,  [7, 705];

 - норматив затрат на ремонт электрической части оборудования (; );

 - коэффициент точности ремонтируемого оборудования,  [7, 705];

,  - категории ремонтной сложности механической и электрической части оборудования;

; ; ; (см. [7], с. 703);

;

.

, где

 - фондовая стоимость инструмента;

; ;

 - доля машинного времени в штучном;

 [7, 707];

 - коэффициент, учитывающий переточки;

 - время службы инструмента ();

;

.

, где

 - установленная мощность двигателей станка;

 - коэффициент загрузки по времени () [7, 709];

 - цена  электроэнергии ();

;

.

, где

 - площадь, занимаемая станком, ;

 - коэффициент, учитывающий систему управления (для ЧПУ );

 - норматив затрат на содержание  рабочей площади;

 [7, 699];

;

.

, где

 - стоимость управляющей программы, ;

 - коэффициент, учитывающий варианты на восстановление программного носителя;  [1, 396];

 - срок службы УП,  (,);

.

Сложив полученные данные по обоим вариантам, получим следующие данные:

; .

Таким образом, результаты расчетов показывают экономическую целесообразность обработки детали на станке с ЧПУ.

4. БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ И ЭКОЛОГИЯ
4.1. Общие сведения.

Обработка металлов резанием продолжает оставаться одним из основных способов получения точных размеров и форм деталей машин и приборов. Профессия станочника является самой многочисленной в машиностроительной промышленности.

Предупреждение травмирования движущимися частями станка, обрабатываемой деталью и режущим инструментом, предупреждение глазных травм отлетающей стружкой и порезов ленточной стружкой, обеспыливание требуют серьезного внимания, особенно при работе на универсальных и специальных (операционных) станках.

Работа на станках связана с непосредственным контактом человека (станочника) и машины (станка), что требует внимания к задачам создания безопасных условий труда.

Эти задачи решаются комплексно:

непрерывным повышением безопасности самих станков, т. е. оснащением их все более совершенными средствами безопасности в процессе проектирования, изготовления и модернизации;

совершенствованием организации рабочего места станочника, механизацией вспомогательных операций;

 повышением квалификации рабочих, совершенствованием их знаний в области безопасности труда, освоением ими передовых методов и приемов работы на станках, повышением дисциплины труда.

4.2. Опасные и вредные факторы, вызывающие травматизм и профессиональные заболевания.

Основными травмоопасными производственными факторами, которые могут, проявится в процессе обработки различных материалов резанием, являются следующие:

режущие инструменты, особенно быстро вращающиеся фрезы, сверла, абразивные круги. Они могут нанести травму, в том числе с тяжелым исходом, при случайном соприкосновении с ними в процессе работы, в случае захвата ими одежды, а также в случаях внезапного их разрушения (разрыв шлифовального или заточного круга, дисковой фрезы, вылет составных ножей торцевых фрез и т.д.).

приспособления для закрепления обрабатываемой детали, особенно поводковые и кулачковые патроны, планшайбы карусельных станков. Они представляют собой опасность как при случайном к ним прикосновении, так ив случаях захвата одежды выступающими частями в процессе работы станка.

обрабатываемые детали, особенно быстро вращающихся заготовки, в том числе прутковый материал, обрабатываемый на револьверных и универсальных станках. При современных режимах резания обрабатываемая деталь может вырваться из закрепляющих устройств. Например, при недостаточно надежном ее закреплении в кулачковом патроне, несоответствии центра задней бабки режимам резания и неправильном выполнении центровых отверстий (в результате центр задней бабки иногда сгорает), при плохом закреплении задней бабки на направляющих станка или пиноли, которые могут сместиться в процессе обработки детали. Если на станке обрабатываются длинные заготовки, то они могут вырваться из центров вследствие прогиба, вызванного силами резания. Травма может быть нанесена тяжелой заготовкой, устанавливаемой на станок, и обработанной деталью при ее снятии со станка вручную, без соответствующих приспособлений;

приводные и передаточные механизмы станка, особенно ходовые винты и валики токарных и револьверных станков, а также ременные, цепные и зубчатые передачи, которые могут нанести травму в процессе наладки, смазки и ремонта станка ;

металлическая стружка (ленточная сливная и стружка - «вьюн»), образующиеся при точении и сверлении вязких металлов (сталей), представляет серьезную опасность для станочника; при точении на высоких скоростях сталей она, задевая на части станка, упираясь в пол, сворачивается в петли и запутывается вокруг резца, детали, суппорта, задней бабки, вокруг рычагов управления и других частей станка; в таких случаях необходимо останавливать станок, для того чтобы распутать стружку; работать, не убирая стружки, опасно; стружка, запутавщаяся на рычагах управления, иногда делает невозможным своевременное выключение станка, вследствие чего может произойти поломка частей станка и вылет обрабатываемой детали.

Распутывание стружки вызывает непроизводительные затраты времени, кроме того, рабочий подвергается опасности ранения рук и лица.

Уборка ленточной стружки с рабочего места также небезопасна. Отлетающая стружка, при точении хрупких металлов и при фрезеровании различных материалов, а также крупные пылевые частицы представляют опасность, так как могут травмировать глаза.

Вредными основными производственными факторами при обработке различных материалов резанием являются пыль обрабатываемого материала и смазочно-охлаждающие жидкости.

При обработке на металлорежущих станках хрупких и неметаллических материалов необходимо, чтобы запыленность в зоне дыхания станочников соответствовала предельно допустимым нормам, предусмотренным ГОСТ 12.1.005-76 «Воздух рабочей зоны. Общие санитарно-гигиенические требования». Необходимо применение обеспыливающих устройств или средств индивидуальной защиты.

Таблица 4.2.1

Основные травмирующие факторы на производстве.

Оборудование	41,9%	Нагретые поверхности	4,5%
Падающие предметы	27,7%	Электрический ток	1,6%
Падение персоонала	11,7%	Прочие	2,6%
Заводской транспорт	10%

Таблица 4.2.2

Опасные и вредные факторы. Мероприятия по их устранению.

Опасные и вредные факторы	Действие факторов на организм человека	Мероприятия по устранению данного фактора
Наличие шума с уровнями выше допустимого.	Снижение остроты слуха, повышение кровеного давления, ухудшение деятельности органов дыхания, ослабление внимания, головные боли.	Снижение шума в источнике его возникновения, подавление шума звукопоглащением, средства индивидуальной защиты.
Применение ручного пневмоинструмента.	Виброболезнь, переохлаждение рук, возможность вылета бойка, шумовая болезнь.	Дополнительные перерывы, лечебные процедуры, использование рукояток из виброгасящих материалов, предохранительные пружины средства индивидуальной защиты.
Перемещение грузов.	Травмы при падении грузов, порезы и травмы рук.	Краны необходимо снабжать предохранительными и блокировочными устройствами, обеспечение надежного закрепления груза, сигнализация захвата, средства индивидуальной защиты.
Отлетающая стружка.	Механические травмы.	Работы выполнять в спецодежде, средства индивидуальной защиты для органов зрения и дыхания.

4.3. Общие требования и средства безопасности при работе на металлорежущих станках. Фрезерные станки.

В целях повышения стойкости режущего инструмента и обеспылевания зона резания должна обильно смачиваться СОЖ. При работе на фрезерных станках травмы станочнику могут быть нанесены фрезой, стружкой, обрабатываемой деталью и приспособлением для ее закрепления. Ранение фрезой может произойти главным образом во время ее вращения, при отсутствии устройств, ограждающих фрезу, и нарушении прав эксплуатации станка. Так, иногда фрезеровщик, измеряя деталь во время работы станка, либо удаляет из под детали стружку руками и случайными предметами. Несчастные случаи могут произойти при закреплении детали или при ее снятии со станка, когда руки рабочего находятся вблизи неогражденной фрезы.

Для предупреждения порезов рук необходимо ограждать фрезу, пользоваться специальной неизношенной щеткой для удаления со станка стружки, а также не измерять деталь вблизи открытой фрезы.

Наибольшую опасность для станочника представляют не огражденные дисковые и торцевые фрезы со вставными ножами, используемые при фрезеровании на горизонтально - и вертикально-фрезерных станках. Задача безопасности обычно решаются в двух направлениях: путем применения открывающихся ограждений зоны резания (стола в зоне резания) и путем ограждения режущего инструмента в нерабочей его части.

Большое значение имеет защита от травм отлетающей стружкой. В отличие от точения при фрезеровании любых материалов образуются только отлетающие элементные стружки различной формы. При современных режимах резания стружка имеет высокую температуру и представляет опасность для станочника, так как может травмировать глаза и привести к ожогу открытых частей тела. Ограждение зоны резания препятствует отлетанию стружки в сторону рабочего места. Основной поток стружки, образующийся при фрезеровании дисковыми и торцовыми фрезами во многих случаях можно направлять «от себя» путем соответствующего расположения обрабатываемой детали в отношении центра фрезы.

Применение ограждений - пылестружкоприемников для различных условий резания металлов не только повышает безопасность труда, но и значительно сокращает вспомогательное время, так как при этом отпадает необходимость очистки станка и рабочего места от стружки и пыли.

Сверлильные станки.

Наибольшего внимания в отношении безопасности работы заслуживают вертикально-сверлильные станки, используемые в условиях непосредственного контакта станочника со станком.

При работе на сверлильных станках наибольшую опасность для рабочего представляют вращающие части станка - шпиндель, патрон, сверло. Эти детали и устройства при отсутствии мер предосторожности могут захватить одежду или волосы станочника. Несчастные случаи возможны при недостаточно надежном креплении обрабатываемой детали на столе станка, а также инструмента и при поломке сверла в связи с нарушением правил эксплуатации станка или несоблюдением режимов резания при глубоком сверлении. Поломки сверла происходят в основном при сверлении с ручной подачей полых деталей после выхода сверла из отверстия (поэтому при сверлении полых деталей следует пользоваться автоматической подачей и применять подкладки); при встрече сверла с раковиной или твердым включением; при засорении канавок сверла плотно набившейся стружкой, особенно при глубоком сверлении.

ГОСТ 12.2.009-75 «Станки металлообрабатывающие. Общие требования безопасности» в серийном и массовом производстве рекомендуется применять для одношпиндельных, многошпиндельных и агрегатных сверлильных станков пылестружкоотсасывающие устройства.

При организации работы на сверлильных станках и в процессе ее выполнения необходимо иметь ввиду следующее:

патрон для закрепления сверла не должен иметь на наружных поверхностях выступающих частей;

механизм крепления сверла должен обеспечивать надежный зажим, прочное центрирование и быструю смену инструмента;

при сверлении отверстий в громоздких деталях, когда затруднено пользоваться зажимными приспособлениями, следует предусматривать устройство, исключающее проворачивание деталей, что особенно опасно при заедании сверла.

При работе на сверлильных станках необходимо строго соблюдать правила ношения личной одежды и спецодежды. К работе на сверлильных станка не должны допускаться станочники без головного убора, в неряшливо одетой одежде и без защитных станков.

При работе с СОТС следует руководствоваться «Санитарными правилами при работе с СОЖ и ТС» от 26.09.85, №3935-85/М.:Минздрав СССР. 1986, 12 с./ и ТУ на применение СОТС.

4.4. Роль технолога в обеспечении БЖД. Экология.

Основными задачами технолога являются выбор и поддержание комфортных условий труда при реализации производственных процессов, а также обеспечение допустимого риска воздействия на человека и природную среду опасных и вредных факторов технических систем.

Инженер - технолог обязан:

организовать инструктаж или обучение работающих безопасным приемом деятельности;

обеспечивать применений и правильную эксплуатацию средств защиты работающих и окружающей среды;

постоянно (периодически) осуществлять контроль условий деятельности, уровня воздействия опасных и вредных факторов на работающих и окружающую среду;

лично соблюдать правила безопасности и контролировать их соблюдение работающими;

оценить остаточный риск возникновения опасности (вредности), социальный и материальный ущерб при ее реализации;

обеспечит конструктивными решениями непрерывный (периодический) контроль за состоянием защитных средств и рабочих параметров процесса, влияющих на уровень их безопасности и экологичности.

при возникновении аварий организовать спасение людей, локализацию огня, воздействия электрического тока, химических и других опасных веществ.

Таблица 4.4.1

Опасные и вредные факторы производственной среды.

Опасные и вредные факторы	Источники
Пыль и производственные яды.	Негерметичное оборудование, испарения с поверхностей ванн, проливов; транспортирование сыпучих материалов; сушка поверхностей и материалов и т. п.
Вибрации.	Виброплощадки, виброинструмент, транспортные средства и т.п.
Ифразвук.	Виброплощадки, ДВС, ГТДУ и т.п.
Шум.	Истечение газов, кавитация жидкостей; ударная обработка материалов, работа машин и механизмов и т.п.
Ультразвук.	Ультразвуковые генераторы, дефектоскопы и др.
Электростатические поля.	Окраска распылением, синтетические материалы, элек тротехническое оборудование на постоянном токе , др.
Электромагнитные поля.	Установки ТВЧ, индукционная сушка, электоламповые генераторы, сварочные генераторы, РЛС, антенны и т.п.
Открытое пламя, нагретые поверхности.	Нагревательные печи, паровое отопление, пламенные горелки и т.п.
Электрический ток.	Электрические сети, электроустановки, распределители, трансформаторы, оборудование с электроприводом и т.п.
Системы повышенного давления.	Баллоны и другие емкости со сжатыми и сжижинными газами, трубопроводы, пневмогидроустановки, криосистемы и т.п.
Подъемно - транспортные машины.	Наземный транспорт, подъемные краны, лифты, конвейеры и т.п.
Движущиеся элементы и механизмы.	Режущий инструмент, зубчатые, цепные и другие передачи, подвижные части станков и т.п.
Лазерное излучение.	Лазеры, отраженное лазерное излучение.
Ионизирующие излучения	Источники излучений, дефектоскопы и др.

В тех случаях, когда не обеспечены комфортные условия труда, источником вредных факторов могут быть повышенная или пониженная температура воздуха рабочей зоны, повышенное или пониженное атмосферное давление, повышенная влажность и скорость движения воздуха, недостаточная освещенность. Вредные воздействия возникают при чрезмерной тяжести и монотонности труда, при недостатке кислорода в воздухе рабочей зоны и т.п.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

При выполнении выпускной квалификационной работы я ознакомилась с конструкцией детали “Траверса” ВКР 206.9373.5510.104.100.99, ее назначением и условиями работы в узле, а также провела анализ служебного назначения и анализ особоответственных технологических требований.

В рамках ВКР разработан альтернативный вариант технологического процесса изготовления детали. В нем было предложено внести ряд изменений: заменить универсальный вертикально - фрезерный FV36CUGUR на более производительный и высокоскоростной станок - С2440СФ4 - координатно-сверлильный фрезерно-расточной 4 координатный; использование станка С2440СФ4 позволяет сократить число слесарных операций, сократить штучное время, повысить производительность. Эти изменения связаны с увеличением годовой программы выпуска изделия.

В работе разработаны новые приспособления на фрезерование паза детали и на сверление отверстий, которые отсутствовали в базовом варианте.

Также введен специальный режущий инструмент - зенковка, предназначенная для обработки поверхности под втулку.

Изменения внесенные в конструкции специальных станочных приспособлений разработанных в данной работе являются экономически выгодными, расчеты приведены в данной записке.

В работе представлен значительный раздел по обеспечению требований техники безопасности и экологии.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1.   Горбацевич А.Ф., Шкред В.А. Курсовое проектирование по технологии машиностроения: Учебное пособие для машиностроит. спец. ВУЗов – 4 издание, переработанное и дополненное – Мн.: Высш. школа, 1983 – 256 с.

2.   Кузнецов Ю.И., Маслов А.Р., Бойков А.Н. Оснастка для станков с ЧПУ: Справочник. – М.: Машиностроение, 1983 – 389 с.

3.   Маталин А.А. Технология машиностроения – Л.: Машиностроение, Ленингр. отделение, 1985 – 496 с.

4.   Нефедов Н.А., Осипов К.А. Сборник задач и примеров по резанию металлов и режущему инструменту: Учебное пособие для техникумов по предмету «Основы учения о резании металлов и режущий инструмент» - 5 издание, переработанное и дополненное – М.: Машиностроение, 1990 – 448 с.

5.   Обработка металлов резанием / под ред. А.К.Панова – М.: Машиностроение, 1985 – 726 с.

6.   Проектирование и производство заготовок в машиностроении: Учебное пособие / П.А.Руденко, Ю.А.Харламов, В.М.Плескач; под общей редакцией В.М.Плескача. – К.: Высшая школа, 1991 – 247 с.

7.   Проектирование приспособлений: Методические указания к выполнению контрольной работы / Сост. Гурьянихин – Ульяновск, 1987 – 40 с.

8.   Охрана труда в машиностроении: Учебник для машиностроительных вузов / Е.Я.Юдин, С.В.Белов, С.К.Баланцев и др.; под ред. Е.Я.Юдина, С.В.Белова – 2 издание, переработанное и дополненное – М.: Машиностроение, 1983 – 432 с.

9.   Сборник задач и упражнений по технологии машиностроения: Учебное пособие для машиностроительных вузов по специальности «Технология машиностроения» / В.И.Аверченков, О.А.Горленко и др.; под общей ред. О.А.Горленко. – М.: Машиностроение, 1988 – 192 с.

10.       Справочник технолога-машиностроителя т. 1 / под ред. А.Г.Косиловой и Р.К.Мещерякова – М.: Машиностроение, 1985 – 476 с.

11.       Справочник технолога-машиностроителя т. 2 / под ред. А.Г.Косиловой и Р.К.Мещерякова – 4 издание, переработанное и дополненное. – М.: Машиностроение, 1985 – 476 с.

12.       Худобин Л.В., Белов М.А., Унянин А.Н. Базирование заготовок и расчеты точности механической обработки: Учебное пособие для студентов специальности 1201 – Технология машиностроения / под общей ред. Л.В.Худобина – Ульяновск: УлПИ, 1994 – 188 с.

13.       Шманев В.А., Шупепов А.П., Анипченко Л.А. Приспособления для производства двигателей летательных аппаратов: контрукции и проектирование: Учебное пособие для авиационных вузов; под общей ред. В.А.Шманева. – М.: Машиностроение, 1990 – 256 с.

14.       Якушев А.И. и др. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения: Учебник для втузов / А.И.Якушев, А.Н.Воронцов, Н.М.Федотов. – 6 издание, переработанное и дополненное. – М.: Машиностроение, 1987 – 352 с.

ПРИЛОЖЕНИЯ