разработка технологического процесса механической обработки детали "Полумуфта" на станке с ЧПУ

Введение
Глава 1 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
Раздел 1.
Описание работы объекта
1.1.Служебное назначение и описание конструкции детали
1.2.Анализ технологичности детали
1.3.Твердотельная модель детали
1.4.Характеристика материала детали
1.5.Определение типа производства и объёма партии
Раздел 2.
Проектирование заготовки
2.1.Выбор вида заготовки и метода её получения
2.2.Определение припусков на заготовку
Раздел 3.
Синтез технологии изготовления детали
3.1.Концепция обработки
3.2.Нумерация поверхностей
3.3.Определение этапов обработки
3.4.Планы обработки поверхностей
3.5.Маршрут обработки – БАЗОВЫЙ вариант
3.6. Маршрут обработки – ПРОЕКТНЫЙ вариант
3.7.Обоснование выбора баз
3.8.Обоснование выбора инструмента
3.9.Технологическое оборудование
3.9.1.Технологическое оборудование
Обоснование выбора.
Раздел 4. Размерный анализ
4.1. Расчёт припусков
4.2. Размерный анализ: Ось Z
4.2.1. Размерная схема
4.2.2. Исходный граф
4.2.3. Производный граф
4.2.3. Совмещенный граф
4.2.5. Назначение допусков на технологические размеры
4.2.6. Проверка на обеспечение точности конструкторских размеров
4.2.8. Определение операционных размеров
4.3. Размерный анализ: Ось Y
4.3.1. Размерная схема
4.3.2. Исходный граф
4.3.3. Производный граф
4.3.4. Выявление размерных цепей
4.3.5. Назначение допусков на технологические размеры
4.3.6. Проверка на обеспечение точности конструкторских размеров
4.3.7. Проверка поля рассеяния припусков
Раздел 5. Определение режимов резания
5.1.Расчётно-аналитический метод
5.2. Опытно- статистический метод
Базовый вариант
5.2.2. Проектный вариант
Раздел 6.
Определение норм времени
6.1. Методика определения норм времени
6.2. Базовый вариант
6.2.1. Расчёт основного и вспомогательного времени
Расчёт штучно-калькуляционного времени
6.3. Проектный вариант
6.3.1. Расчет основного и вспомогательного времени
6.3.2. Расчет штучно-калькуляционного времени
Глава 2 КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ
Раздел 1.
Разработка механизированного установочно-зажимного приспособления
1.1.Схема базирования и закрепления
1.2.Расчет силы резания
1.3.Определение потребной силы закрепления
1.4.Расчет параметров привода
1.5.Подбор параметров привода
1.6.Точностной расчёт
1.7.Иллюстрации работы приспособления
Раздел 2.
Контрольное приспособление
2.1.Описание устройства и принципа работы
2.2.Обеспечиваемая точность измерений
2.3.Чертеж устройства приспособления
Раздел 3. Проектирование участка механического цеха
3.1. Расчет потребности в оборудовании
3.2. Расчет численности рабочих
3.3. Расчет производственной площади участка
Глава 3 ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ ТРУДА
Введение
Раздел 1.
Обеспечение безопасности работающих
1.1.Характеристика условий труда
1.1.1.Краткая характеристика механического цеха
1.1.2. Вредные производственные факторы
1.1.3. Состояние травматизма на предприятии
1.2.Обеспечение безопасности труда
1.2.1.Электробезопасность.
1.2.2.Пожарная безопасность
1.2.3.Защита от шума
1.2.4.Защита от вибраций
1.2.5.Защита от механического травмирования
1.2.6.Освещение
1.2.7.Микроклимат в цехе
1.2.8.Отопление и вентиляция
Раздел 2.
Природопользование и охрана окружающей среды
2.1.Определение класса опасности предприятия
Раздел 3. Чрезвычайные ситуации
Вывод
Глава 4 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
Введение
Раздел 1.
Описание предмета экономического обоснования
Раздел 2.
Анализ достоинств и недостатков базового варианта технологии.
Раздел 3.
Расчет экономической эффективности мероприятий проекта.
3.1.Исходные данные, необходимые для выполнения экономического обоснования.
3.2.Расчет сравнительной экономической эффективности
3.2.1.Расчёт вспомогательных показателей.
3.2.2.Расчет капитальных вложений
3.2.3.Определение себестоимости годового объема производства
3.3.Расчет основных показателей сравнительной эффективности
Раздел 4.
Обобщение результатов экономического обоснования.
Список литературы

Защита от вибраций
Источниками вибрации являются находящиеся в работе станки и оборудование, возникающие при работе машин неуравновешенные вращающиеся массы, удары.
Вибрацию по способу передачи на человека подразделяют на локальную и общую.
При обработке на станке общая вибрация мала, так как она гасится за счет его конструкции. Уровень локальной вибрации при работе на станке составляет 76 ДБ.
Допустимые значения вибрации для производственных помещений установлены в ГОСТ 12.1.012-90 [40] и составляет 92 ДБ (общая) и 109 ДБ (локальная).
Для уменьшения общей вибрации проектом предусмотрена установка всего технологического оборудования на виброопорах.
Защита от механического травмирования
Источниками механического травмирования являются движущиеся части оборудования, металлическая стружка, подъёмно-транспортное оборудование, электрокары, инструмент.
Для защиты от травм и повреждений в проекте предусмотрено:
Спецодежда, включающая берет и рукавицы;
Защитные экраны, ограждающие зону резания (на многоцелевых станках зона резания полностью изолирована);
Ограждения движущихся частей высотой 1400 мм по ГОСТ 12.2.062.-81[42];
Конечные выключатели, блокировки, тормозные устройства;
Своевременное удаление стружки (вывоз на электрокарах).
Освещение
Проектом предусмотрена совмещённая система освещения, характеризующаяся одновременным сочетанием естественного и искусственного освещения. Такое решение принято, так как только естественного освещения недостаточно для выполнения производственных операций, вследствие непостоянства его характеристик.
В данном помещении используются верхнее естественное освещение – через световые проёмы в фонарях.
Искусственное освещение является общим и служит для освещения всего помещения, оно функционирует постоянно. Искусственное освещение осуществляется газоразрядными лампами и лампами накаливания. Также применяется местное освещение при работах высокой точности.
Проектом предусмотрена рабочая система освещения.
Эвакуационное освещение предусмотрено вдоль основных проходов и на лестницах, освещённость 0,5 лк.
Аварийное освещение используется для оборудования, требующего постоянного обслуживания и принимается на уровне 10% от рабочего освещения.
Для производимых работ по СНиП 23-05-95 [50] устанавливаем разряд зрительных работ III, подразряд «б», при среднем уровне контраста объекта с фоном. Освещённость EH составляет 300 лК, KEO = 3%.
Естественное освещение:
Расчёт естественного освещения производится по СНиП II-4-79 [45].
Расчёт площади световых проёмов при верхнем освещении производится по следующей формуле:
(1.2)
где – площадь световых проёмов при верхнем освещении, м²; – площадь пола помещения, м²; – нормированное значение КЕО; – коэффициент запаса; – световая характеристика фонаря; – коэффициент, учитывающий повышение КЕО за счёт отражения света от соседних поверхностей; – коэффициент, учитывающий тип фонаря; – общий коэффициент светопропускания, определяемый по формуле: (1.3)
где – коэффициент светопропускания материала; – коэффициент, учитывающий потери света в переплётах светопроёма; – коэффициент, учитывающий потери света в несущих конструкциях; – коэффициент, учитывающий потери света в солнцезащитных устройствах; – коэффициент, учитывающий потери света в защитной сетке, устанавливаемой под фонарями, принимается равным 0,9.
Подставим числовые значения в формулу:
м²
Принимаем =1370 м²
Микроклимат в цехе
Оптимальные величины показателей микроклимата на рабочих местах производственных помещений, предусмотренные проектом, для категории работ по уровню энергозатрат IIа (233 – 290 Вт) ГОСТ 12.1.005-88 [39] следующие:
Период года Температура воздуха, (С Относительная влажность воздуха, % Скорость движения воздуха, не более, м/с Теплый 20 – 22 40 – 60 0,3 Холодный 18 – 20 40 – 60 0,2 Таблица 1.2 – Показатели микроклимата на рабочих местах
Для поддержания требуемых параметров чистоты воздуха и микроклимата производственного помещения предусмотрены различные виды отопления и вентиляции.
Микроклимат в цехе обеспечивается применением отопления и вентиляции. Последняя также удаляет загрязнённый воздух и подаёт чистый.
Отопление и вентиляция
Проектом предусмотрено использование радиаторов отопления с теплоносителем – водой, температура которой составляет 50-70ºС. Вода нагревается собственной котельной.
Проектом предусмотрена организация естественной вентиляции за счёт аэрации, также предусмотрена обще-обменная механическая приточно-вытяжная вентиляция, которая осуществляется путем использования приточных и вытяжных установок, в состав которых входят:
Воздухозаборники;
Центробежные вентиляторы;
Фильтры для очистки выбрасываемого воздуха;
Калориферы;
Воздуховоды;
Устройства выброса воздуха.
Система вентиляции цеха обеспечивает параметры микроклимата, соответствующие нормам по ГОСТ 12.1.005-88 [39].
Показатели условий труда сведены в таблицу 1.3.
Таблица 1.3 – Показатели условий труда для механического цеха
Наименование профессии Категория тяжести работ Параметры микроклимата, факт/норм Освещён-ность, факт/норм, лк Наименование вредного вещества на рабочем месте Концентрация вредного вещества, факт/норм, мг/м³ Наименование энергетического воздействия на среду Уровень энергетического воздействия Площадь, приходящаяся на 1 работающего, факт/норм, м² Объём помещения, приходящегося на 1 работающего, факт/норм, м³ Степень риска Период года Темпера-тура, °С Относительная влажность, % Скорость воздуха, м/с Теплоизлучение, Вт/м² Фрезеровщик 2а Тёпл. 21/20–22 40–50/40–60 03/0,3 - 450 СОЖ, Масло 4,18 Шум, вибрация 76 35,8 300 Хол. 20/18–20 40–50/40–60 0,2/0,2 300 5* 80 4,5** 20** Сверловщик 2а Тёпл. 21/20–22 40–50/40–60 03/0,3 - 450 СОЖ, Масло 4,18 Шум, вибрация 72 35,8 300 Хол. 20/18–20 40–50/40–60 0,2/0,2 300 5 80 4,5 20 Расточник 2а Тёпл. 21/20–22 40–50/40–60 03/0,3 - 450 СОЖ, Масло 4,18 Шум, вибрация 71 35,8 300 Хол. 20/18–20 40–50/40–60 0,2/0,2 300 5 80 4,5 20 Оператор станков с ЧПУ 2а Тёпл. 21/20–22 40–50/40–60 03/0,3 - 450 СОЖ, Масло 4,18 Шум, вибрация 67 35,8 300 Хол. 20/18–20 40–50/40–60 0,2/0,2 300 5 80 4,5 20 Наладчик станков с ЧПУ 2а Тёпл. 21/20–22 40–50/40–60 03/0,3 - 450 СОЖ, Масло 4,18 Шум, вибрация 67 35,8 300 Хол. 20/18–20 40–50/40–60 0,2/0,2 300 5 80 4,5 20 Примечание: * ГОСТ 12.1.005-88 [39]; ** СП 2.2.1.1312-03 [52].
Раздел 2.
Природопользование и охрана окружающей среды
Для обеспечения экологической безопасности на предприятии существует лаборатория по охране окружающей среды.
Её сотрудники осуществляет ежедневный контроль за соблюдением в подразделениях завода действующего Закона РФ «Об охране окружающей природной среды». Лабораторией составляются ежегодные планы природоохранных мероприятий, проводится инвентаризация оборудования.
Природоохранная деятельность завода проводится на основании правительственных постановлений и требований контролирующих служб.
Потребность предприятия в воде составляет 2800 м3/сут. Поставщиком водоснабжения предприятия является горводопровод МУП «Водоканал». Водоотведение завода осуществляется в городские сети хоз-бытовой канализации. Объем возвращаемой в производство воды в 2006 году составил 95 тыс.м3.
Определение класса опасности предприятия
Материал детали – сплав алюминия марки АЛ9 (силумин), при его обработке на станках выделяются лишь незначительные испарения СОЖ в процессе резания. Применяемая СОЖ – водно-эмульсионный раствор «Укринол-1», при её разложении выделяются следующие вредные вещества:
Аэрозоль масла – 60%;
Триэтиноламин – 20%;
Угарный газ (СО) – 10%;
Формальдегид – 10%.
Количество использующейся при производстве детали СОЖ – 270 тонн/год. При этом испаряется всего 0,3 %.
Объём выполняемой работы по контролю состояния воздушной среды определяется категорией опасности производства (КОП), вычисляемой по формуле:
(2.1)
где – количество выбрасываемого в атмосферу i-го вредного вещества, т/год; – предельно допустимая концентрация i-го вредного вещества для селитебной зоны, мг/м³; – относительный коэффициент опасности, принимается в зависимости от класса опасности вещества.
Таблица 2.1 – Данные для расчета КОП
Наименование вредного вещества Класс опасности Относительный коэффициент опасности, Количество выбросов, т/год ПДК,*мг/м3 Аэрозоль масла 3 1,0 0,49 0,1 Триэтиноламин 3 1,0 0,16 0,14 Угарный газ (СО) 4 0,9 0,08 5,0 Формальдегид 2 1,3 0,08 0,003 Примечание: * ГН2.1.6.1338-03 [36]
Следовательно, предприятие относится к 4 категории опасности, для которой определяются следующие основные разделы, входящие в состав проектов нормативов ПДВ:
Расчет и анализ уровня загрязнения атмосферы;
Контроль параметров выбросов загрязняющих веществ;
Предложение по нормативам ПДВ.
Раздел 3. Чрезвычайные ситуации
К чрезвычайным ситуациям можно отнести: возникновение пожара, взрыва, внезапное обрушение зданий, обрушение крыш под тяжестью снега, аварии на электроэнергетических сетях, аварии на промышленных очистных сооружениях, затопление дорог вследствие ливней и др. Также возможно радиационное заражение так как в 40км от предприятия расположена БАЭС.
Кроме того Урал является современным геодинамическим активным регионом. За последние 300 лет на Урале отмечено около 100 землетрясений силою от 1до 5 баллов.
Наиболее типичной и вероятной чрезвычайной ситуацией является пожар. При возникновении пожара или какой-либо другой чрезвычайной ситуации действия администрации объекта, цеха должны быть направлены на обеспечение безопасности и организацию эвакуации людей.
Каждый рабочий при пожаре или возгорании обязан:
Немедленно сообщить в объектовую или городскую пожарную службу;
Приступить к тушению пожара имеющимися на рабочем месте средствами пожаротушения;
Принять меры по вызову к месту пожара начальника цеха, смены, участка или другого должностного лица;
Начальник цеха, смены, участка, прибыв к месту пожара обязан:
Организовать при необходимости отключение электроэнергетических и транспортных устройств и агрегатов, газовых, водяных и паровых коммуникаций, остановку рабочей вентиляции;
Проверить, вызвана ли пожарная помощь;
Поставить в известность руководство предприятия;
Возглавить руководство тушения пожара до прибытия пожарной службы;
Выделить людей, хорошо знающих подъездные пути к месту возгорания для встречи пожарной машины;
Удалить за пределы опасной зоны людей, не занятых в ликвидации пожара;
В случае угрозы жизни людей организовать их спасение, используя все возможные силы и средства;
При необходимости вызвать газоспасательную и медицинскую службы;
Прекратить все работы.
Вывод
Разработанный технологический процесс обеспечивает достаточную безопасность и защиту человека от вредных и опасных факторов производства. На окружающую среду разработанный технологический процесс существенного влияния не оказывает.
Глава 4ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
В данной главе проводится экономическое обоснование мероприятий проекта, включающее расчёт капитальных затрат, определение себестоимости, экономического эффекта и годовой экономии.
Введение
В дипломном проекте оценивается экономический эффект или эффективность предлагаемых мероприятий.
В наиболее общем виде эффект оценивается как разность между полученными результатами (Р) и затратами (3) на их получение:
Э=Р – З
Эффективность оценивается как величина эффекта, получаемого с каждого рубля затрат:
В практике проведения расчетов экономической эффективности выделяются два основных методических подхода: оценка эффективности капитальных вложений и новой техники (метод приведенных затрат) и оценка эффективности инвестиционных проектов (метод расчета внутренней экономической эффективности мероприятий). Для этих методик характерны различные условия проведения и исходные данные для расчетов, критерии и показатели эффективности.
Выбор методики расчета экономической эффективности мероприятий дипломного проекта определяется темой и содержанием технологической части работы, а также наличием необходимой исходной информации.
Данный проект заключается в выборе наиболее эффективного варианта технологии, поэтому используется первая из названных методик. Суть расчета ( оценка сравнительной экономической эффективности двух вариантов.
Раздел 1.
Описание предмета экономического обоснования
Наименование детали – «Полкмуфта», изготавливается из конструкционной углеродистой стали 45, чистая масса составляет 3,9 кг, имеет следующие габариты: 175х95мм.
Деталь является половиной муфты, она соединяется с другой половиной при помощи фланца, который обрабатывается в ходе технологического процесса. Внутренние поверхности полумуфты служат для соединения валов. Полумуфта соединяется с помощью болтов, отверстия под которые просверлены в 3-х отверстиях во фланце.
Основной функцией полумуфты является передача крутящего момента от одного вала другому. Также он выполняет несущую функцию, определяя взаимное расположение механизмов.
Данный проект заключается в выборе наиболее эффективного варианта технологии, поэтому используется первая из названных методик. Суть расчета ( оценка сравнительной экономической эффективности двух вариантов.
Предметом экономического обоснования является расчёт сравнительной экономической эффективности двух технологических процессов с целью выбора более прогрессивного варианта. Поэтому расчёт экономической эффективности проводится по следующей методике: оценка эффективности капитальных вложений и новой техники (метод приведенных затрат).
Раздел 2.
Анализ достоинств и недостатков базового варианта технологии.
Наиболее сложными для обработки конструктивными элементами являются внутренние поверхности полумуфты. Ввиду применения разнообразного типа инструментов и большой номенклатуры станков, различных режимов для обработки этих поверхностей требуется оборудование с ЧПУ. Существенным недостатком данной детали является то, что она имеет небольшую длину посадочного отверстия для первого этапа обработки. Полумуфта обрабатывается с двух противоположных сторон, поэтому используется два комплекта баз (это тоже недостаток). Достоинством базового тех. процесса является то, что все крепёжные отверстия получаются по кондукторам без разметки и зацентровки.
Раздел 3.
Расчет экономической эффективности мероприятий проекта.
Основные принципы проведения расчетов сравнительной экономической эффективности двух и более вариантов следующие:
правильный выбор базы для сравнения;
обеспечение сопоставимости вариантов;
одинаковый набор показателей, алгоритмов их расчета;
применение нормативной базы одинаковой степени жесткости и обоснованности.
Проектируемый и базовый варианты должны быть сопоставимыми, т.е. удовлетворять следующим основным условиям:
одно и то же назначение и состав продукции;
одинаковый объем производимой продукции или выполняемых работ (годовой выпуск);
тождественность качества выпускаемой продукции (выполняемых работ);
одинаковые условия работы (сменность работы, безопасность труда);
сопоставимость по фактору времени (по времени осуществления затрат и получения эффекта).
Исходные данные, необходимые для выполнения экономического обоснования.
1. Годовая программа выпуска продукции N=1000 шт.
2. Нормы времени по деталеоперациям в проектном и базовом вариантах технологии.
№ операции Наименование операции Модель оборудования Штучно-калькуляционное время, tшт.к., мин. БАЗОВЫЙ вариант 005 Токарная 1Г340П 8,48 010 Токарная 1Г340П 6,06 015 Сверлильная 2Н125 3,76 020 Долбежная 7А412 3,08 025 Сверлильная 2Н125 2,81 030 Внутришлифовальная 3К227А 4,31 Итого: 28,5 ПРОЕКТНЫЙ вариант 005 Токарная DELTAMAB 400BR 11,87 015 Долбежная 200 C.A.V.S. 3,12 020 Внутришлифовальная 3М227ВФ2 S 4,1 Итого: 19,09
3. Режим работы предприятия (цеха).
Режим – односменный; Продолжительность смены = 8 ч.
4. Остаточная стоимость оборудования в действующем производстве.
Тип Модель Остаточная стоимость, руб. Мощность, N, кВт Вертикально-сверлильный 2Н125 8 250 2,2 Вертикально-сверлильный 2Н118 7 119 1,5 Токарно-револьверный 1Г340П 35 270 9,0 Долбежный 7А412 26 200 1,5 Внутришлифовальный 3К227А 62 850 4,0 Долбежный с ЧПУ 200 C.A.V.S. 68 700 2,2 Внутришлифовальный с ЧПУ 3М227ВФ2 S 145 300 9,23 Токарный 4-х осевой с ЧПУ DELTAMAB 400BR 450 400 20,0
Часовые тарифные ставки, применяемые на предприятии.
Разряд Часовая тарифная ставка, руб./час 1 37,52 2 42,20 3 47,46 4 53,38 5 60,04 6 67,53 7 75,96
Нормы амортизационных отчислений.
Тип Модель Годовая норма амортизационных отчислений, На, % Вертикально-сверлильный 2Н125 7 Токарно-револьверный 1Г340П 7 Долбежный 7А412 6,5 Внутришлифовальный 3К227А 7 Долбежный с ЧПУ 200 C.A.V.S. 9 Внутришлифовальный с ЧПУ 3М227ВФ2 S 9 Токарный 4-х осевой с ЧПУ DELTAMAB 400BR 9
7. Нормативы отчислений на ремонт оборудования.
Процент отчислений в ремонтный фонд Кр=2%.
8. Стоимость электроэнергии и применяемых видов топлива.
Стоимость 1 кВт-ч электроэнергии Цэ=1,7 руб./кВт-ч.
9. Годовой фонд времени одного рабочего.
Номинальный фонд времени = 1986 ч.
Потери составляют 10% (с учётом отпусков), тогда:
Действительный фонд времени = 1790 ч.
10. Нормы обслуживания станков вспомогательными рабочими (наладчиками, электронщиками).
Наладчиками – 5 станков; электронщиками – 3 станка.
11. Коэффициент выполнения норм времени на операциях технологического процесса.
Операции Коэффициент выполнения норм времени, kв Точение 1,2 Сверление 1,4 ЧПУ 1,0 Растачивание 1,2
Расчет сравнительной экономической эффективности
В процессе сравнения вариантов используются следующие показатели
1. Капитальные вложения по вариантам К1 и К2.
2. Себестоимость годового выпуска изделий С1 и С2.
3. Приведенные затраты (Зпр) по вариантам:

где Ен - нормативное значение коэффициента эффективности.
4. Условно-годовая экономия: ЭУ=С1-С2
5. Годовой экономический эффект
Э = (С1+ЕН*К1) — (С2+ Ен*К2) = 3пр1- Зпр2.
6. Срок окупаемости дополнительных капитальных вложений
7. Коэффициент эффективности дополнительных капитальных вложений
Расчёт вспомогательных показателей.
Потребность в оборудовании.
Потребность в оборудовании рассчитывается по следующей формуле:
(3.1)
где tшт.к . ( штучно-калькуляционное время операции, мин;
N - годовая программа выпуска детали-представителя, шт;
60 ( перевод минут в часы;
Fд ( действительный фонд времени работы оборудования, ч (при 1-сменной ( 2007 ч, при 2-сменной работе ( 4015 ч);
kв ( коэффициент выполнения норм времени (принимается по данным предприятия);
kз ( коэффициент загрузки оборудования (принимается по данным предприятия, и составляет kз = 0,7- 0,8).
Количество оборудования рассчитывается по сравниваемым операциям базового и проектного варианта. В исходных данных вариантов должны использоваться одинаковый режим работы оборудования.
Принятое количество технологического оборудования, qпр, определяется путем округления полученного расчетного количества до ближайшего целого числа.
Если оборудование универсальное, то необходимо определить коэффициент занятости оборудования выполнением данной деталеоперации:
(3.2)
Если оборудование специальное, то принимают µ =1.
В данном проекте нет специального оборудования (под специальным оборудованием понимается то, которое спроектировано специально для обработки конкретной детали, например агрегатный станок).
Таблица 3.1 - Потребность в оборудовании (по операциям)
  № опера-ции Наименование операции Модель оборудо-вания Штучно-калькуля-ционное время, tшт.к, мин. Годовая программа выпуска деталей, N, шт. Действительный фонд времени работы обору-дования, Fд, ч Коэффициент выполнения норм времени, kв Коэффициент загрузки оборудования, kз Потребность в оборудовании, q Коэффициент занятости оборудования, µ Расчётная Принятая БАЗОВЫЙ вариант 005 Токарно-револьверная 1Г340П 8,48 1000 2007 1,4 0,8 0,068 1 0,068 010 Токарно-револьверная 1Г340П 6,06 1000 2007 1,4 0,8 0,0484 1 0,0484 015 Сверлильная 2Н125 3,76 1000 2007 14 0,8 0,03 1 0,03 020 Долбежная 7А412 3,08 1000 2007 1,4 0,8 0,0246 1 0,0246 025 Сверлильная 2Н125 2,81 1000 2007 1,4 0,8 0,0195 1 0,0195 030 Внутришлифовальная 3К227А 4,31 1000 2007 1,4 0,8 0,03 1 0,03 035 Контрольная - ПРОЕКТНЫЙ вариант 005 Токарная DELTAMAB 400BR 11,87 1000 2007 1,0 0,8 0,123 1 0,123 010 Контрольная - 0,58 015 Долбежная 200 3АС
C.A.M.S 3,12 1000 2007 1,0 0,8 0,032 1 0,032 020 Внутришлифо-вальная 3М227ВФ2 S 4,1 1000 2007 1,0 0,8 0,0426 1 0,0426 030 Контрольная - -
Таблица 3.2 - Потребность в оборудовании (по моделям)
Технологическое оборудование (станок) Годовая программа выпуска деталей, N, шт. Действительный фонд времени работы обору-дования, Fд, ч Коэффициент выполнения норм времени, kв Коэффициент загрузки оборудования, kз Потребность в оборудовании, q Коэффициент занятости оборудования (средний), µср Тип Модель Выполняемые операции Суммарное штучно-кальку-ляционное время, tшт.к, мин. Расчётная Принятая БАЗОВЫЙ вариант Токарно-револьверный 1Г340П 005, 010 14,54 1000 2007 1,2 0,8 0,126 2 0,263 Сверлильный 2Н125 015 3,76 1000 2007 1,4 0,8 0,028 1 0,028 Долбежный 7А412 020 3,08 1000 2007 1,2 0,8 0,027 1 0,027 Сверлильный 2Н118 015 2,81 1000 2007 1,4 0,8 0,021 1 0,021 Внутришлифовальный 3К227А 025 4,31 1000 2007 1,2 0,8 0,0373 1 0,0373 ПРОЕКТНЫЙ вариант Токарный 4-х осевой DELTAMAB 400BR 005 11,87 1000 2007 1,0 0,8 0,123 1 0,123 Долбежный 200 3АС
C.A.M.S 015 3,12 1000 2007 1,0 0,8 0,032 1 0,032 Внутришлифовальный TEACH IN CNC 020 4,1 1000 2007 1,0 0,8 0,0426 1 0,0426 
Численность рабочих.
Численность рабочих рассчитывается по всем категориям: производственные рабочие (станочники, операторы), наладчики, электронщики, транспортные рабочие, контролеры.
Численность станочников (операторов) рассчитывается по следующей формуле:
(3.3)
где Фр ( годовой фонд времени одного рабочего, ч (принимается по данным предприятия);
Численность наладчиков, электронщиков рассчитывается по следующей формуле:
(3.4)
где n ( число смен работы оборудования;
Нон(Э) ( число станков (станков с ЧПУ), обслуживаемых одним наладчиком (электронщиком), ед.(принимается по данным предприятия).
Численность контролеров и транспортных рабочих рассчитывается в процентах от числа производственных рабочих (станочников, операторов). Численность контролеров – 3-5%, численность транспортных рабочих - 3-5%.
Общая численность рабочих составит:
(3.5)
Она рассчитывается по базовому и проектному вариантам.
Таблица 3.3 - Общая численность рабочих
  № операции Штучно-калькуляционное время, tшт.к, мин. Годовая программа выпуска деталей, N, шт. Годовой фонд времени одного рабочего, ч Численность станочников Расчётная потребность в оборудовании, qр Число смен работы оборудования, n Нормы обслуживания станков Численность наладчиков, чел Численность электронщиков, чел. Численность контролеров, чел. Численность тран-спортных рабочих, чел. Общая численность рабочих, чел. наладчиками электронщиками % чел % чел БАЗОВЫЙ вариант 005 8,48 1000 1790 0,0790 0,068 1 5 3 0,01579 0 3 0,00284 4 0,00379 0,101 010 6,06 1000 1790 0,0564 0,0484 1 5 3 0,01128 0 3 0,00203 4 0,00271 0,072 015 3,76 1000 1790 0,0350 0,03 1 5 3 0,00700 0 3 0,00126 4 0,00168 0,045 020 3,08 1000 1790 0,0287 0,0246 1 5 3 0,00574 0 3 0,00103 4 0,00138 0,037 025 2,81 1000 1790 0,0262 0,0195 1 5 3 0,00523 0 3 0,00094 4 0,00126 0,034 030 4,31 1000 1790 0,0401 0,03 1 5 3 0,00803 0 3 0,00144 4 0,00193 0,052 Итого: 0,2654 0,053 0 0,0096 0,0147 0,341 ПРОЕКТНЫЙ вариант 005 11,87 1000 1790 0,11 0,123 1 5 3 0,0246 0,041 3 0,0053 4 0,007 0,188 010 0,58 1000 1790 - - - - - - - 0,047 4 0,002 0,049 015 3,12 1000 1790 0,03 0,032 1 5 3 0,0064 0,011 3 0,00141 4 0,0019 0,051 020 4,1 1000 1790 0,038 0,0426 1 5 3 0,0085 0,0142 3 0,0018 4 0,0024 0,065 Итого: 0,178 0,0395 0,0662   0,0085   0,0113 0,353 Расчет капитальных вложений
Капитальные вложения в наиболее полном виде представляют сумму единовременных затрат по следующим элементам:
(3.6)
где К ( капитальные вложения по варианту;
Кпр ( прямые капитальные вложения в конкретное предприятие, осуществляющее данный вариант;
Ксопр ( капитальные вложения в сопряженные отрасли, обеспечивающие реализацию данного варианта;
Ксопут ( сопутствующие капитальные вложения (например, в подъездные пути, линии электропередач и т.п.);
Книр ( капитальные вложения, необходимые для выполнения научно-исследовательских работ;
Кэкол ( капитальные вложения, связанные с поддержанием благоприятных экологических условий.
При выполнении дипломного проекта, определяются только прямые капитальные вложения.
Прямые капитальные вложения определяются по формуле
(3.7)
где Кто ( капитальные вложения в оборудование;
Ку ( то же, в устройства и сооружения;
Кзд ( то же, в здания;
Косн ( то же, в дорогостоящую оснастку;
Кинв ( то же, в дорогостоящий инвентарь;
Кмаг ( то же, в запасы материалов;
Кнз ( то же, в незавершенное производство;
Кбп ( то же, в расходы будущих периодов.
Для упрощения расчётов при определении капитальных вложений по вариантам учитываются только те составляющие, которые различаются между собой.
Сутью мероприятий данного дипломного проекта является перенос отдельных операций технологического процесса с универсального оборудования на более производительное оборудование (обрабатывающий центр), имеющийся на предприятии, с целью более высокой его загрузки, поэтому капитальные вложения оцениваются только в технологическое оборудование по восстановительной остаточной стоимости с учётом коэффициента занятости оборудования данной деталью. Другие составляющие капитальных вложений не оцениваются.
Капитальные вложения в технологическое оборудование
(3.8)
где qпр. ( принятое количество оборудования на операции, шт.;
Цт.оi – цена (остаточная стоимость) единицы i-го вида оборудования, руб;
µi ( коэффициент занятости оборудования выполнением 1-й операции;
i ( количество детале-операций.
Таблица 3.4 - Капитальные вложения в технологическое оборудование
  № операции Наименование операции Модель оборудования Остаточная стоимость, руб. Принятая потребность в оборудовании, qпр Коэффициент занятости оборудования, µ Капитальные вложения в технологическое оборудование, руб. БАЗОВЫЙ вариант 005 Токарно-револьверная 35 270 35 270 1 0,068 2398,36 010 Токарно-револьверная 35 270 35 270 1 0,0484 1707,068 015 Сверлильная 2Н125 8 250 1 0,03 247,5 020 Долбежная 7А412 26 200 1 0,0246 644,52 025 Сверлильная 2Н125 7 119 1 0,0195 138,8205 030 Внутришлифовальная 3К227А 62 850 1 0,03 1885,5 035 Контрольная -         Итого:           7 021,77 ПРОЕКТНЫЙ вариант 005 Токарная DELTAMAB 400BR 450 400 1 0,123 55399,2 010 Контрольная 015 Долбежная 200 3АС
C.A.M.S 68 700 1 0,032 2198,4 020 Внутришлифовальная 3М227ВФ2 S 145 300 1 0,0426 6189,78 030 Контрольная -         Итого:           63 787,4
Определение себестоимости годового объема производства
Себестоимость годового объема производства (текущие затраты) определяется по вариантам только по тем статьям затрат, которые изменяются в сравниваемых вариантах, т.е. рассчитывается технологическая себестоимость.
В общем случае технологическая себестоимость складывается из суммы следующих элементов:
С = Зм + Зэ + Ззп + 3об + Зосн + 3и, (3.9)
где Зм ( затраты на все виды материалов, комплектующих и полуфабрикатов;
Зэ ( затраты на технологическую электроэнергию (топливо);
Ззп ( затраты на заработную плату;
Зоб ( затраты на содержание и эксплуатацию оборудования;
3осн ( затраты, связанные с эксплуатацией оснастки;
Зи ( затраты на малоценный инструмент.
В данном случае изменяются только следующие статьи затрат:
Зэ ( затраты на технологическую электроэнергию;
Ззп ( затраты на заработную плату;
Зоб ( затраты на содержание и эксплуатацию оборудования;
Зи ( затраты на малоценный инструмент.
Так как расчет производится по операциям, то целесообразно сначала рассчитать технологическую себестоимость единицы, а затем годовой программы.
Формулы расчета приводятся для операций. При определении величины отдельных статей затрат в целом по варианту затраты по рассматриваемым деталеоперациям суммируются.
Затраты на заработную плату
3зп=Зст + Зн + Зэ+Зк + 3тр, (3.10)
где Зст ( основная и дополнительная заработная плата с отчислениями на социальное страхование станочников, руб.;
Зн ( то же, наладчиков, руб.;
Зэ ( то же, электронщиков, руб.;
Зк ( то же, контролеров, руб.;
Зтр ( то же, транспортных рабочих, руб.
Основная и дополнительная заработная плата производственных рабочих с отчислениями на социальное страхование, руб. при применении сдельной формы оплаты труда:
(3.11)
где Стар ( часовая тарифная ставка производственного рабочего на операции, руб.;
t шт.к ( норма времени на операцию, ч (для перевода минут в часы - разделить на 60);
kдоп ( коэффициент, учитывающий дополнительную заработную плату (по данным предприятия, приближенно кдоп = 1,2);
kсоц ( коэффициент, учитывающий отчисления на социальное страхование kсоц = 1,262);
kп ( поясной коэффициент (для Урала kп = 1,15);
Основная и дополнительная заработная плата всех остальных рабочих (наладчиков, электронщиков, транспортных рабочих) находится по следующей формуле:
(3.12)
где Стар.н ( часовая тарифная ставка, руб.
Чн ( численность рабочих соответствующей категории, чел.
Таблица 3.5 - Затраты на заработную плату
  Разряд работ Часовая тарифная ставка, руб./час Выполняемые операции Суммарное штучно-калькуляционное время, tшт.к, ч Коэффициент на дополнительную заработную плату, kдоп Коэффициент, учитывающий отчисления на социальное страхование, kсоц Поясной коэффициент, kп Заработная плата станочников, Зст, руб. Годовой фонд времени одного рабочего, ч Годовая программа выпуска деталей, N, шт. Численность наладчиков, чел. Заработная плата наладчиков, Зн, руб. Численность электронщиков, чел. Заработная плата электронщиков, Зэ, руб. Численность контролеров, чел. Заработная плата контролёров, Зк, руб. Численность транспортных рабочих, чел. Заработная плата транспортных рабочих, Зтр, руб. Общие затраты на заработную плату, руб. БАЗОВЫЙ вариант 1 37,52 1,2 1,356 1,15 0 1790 1000 0 0 0 0 0 0 0,0147 1,847 1,847 2 42,2 015, 020,
025 0,161 1,2 1,356 1,15 12,701 1790 1000 0,018 2,544 - - 0,0032 0,452 0 0 15,697 3 47,46 005,
010 0,242 1,2 1,356 1,15 21,522 1790 1000 0,027 4,292 - - 0,0049 0,779 0 0 26,593 4 53,38 030 0,072 1,2 1,356 1,15 7,175 1790 1000 0,008 1,43 - - 0,0144 2,575 0 0 11,18 Итого: 41,398 8,267 - 3,806 1,847 55,317 ПРОЕКТНЫЙ вариант 1 37,52 0 1,2 1,356 1,15 0 1790 1000 0 0 0 0 0 0 0,0113 1,42 1,42 2 42,2 015 0,052 1,2 1,356 1,15 4,106 1790 1000 0,0246 3,477 0,011 1,555 0,0014 0,0,198 0 0 9,138 3 47,46 020 0,068 1,2 1,356 1,15 6,069 1790 1000 0,0064 1,017 0,0142 2,257 0,0018 0,286 0 0 9,629 4 53,38 005 0,198 1,2 1,356 1,15 19,761 1790 1000 0,0085 1,52 0,041 7,33 0,0053 0,948 0 0 29,56 Итого: 29,936 6,014 11,143 1,432 1,42 49,746
Затраты на электроэнергию, расходуемую на выполнение одной деталеоперации, рассчитываются по следующей формуле:
(3.13)
где Nу ( установленная мощность главного электродвигателя, кВт;
kN ( средний коэффициент загрузки электродвигателя по мощности;
kвр ( средний коэффициент загрузки электродвигателя по времени;
kо.д. ( средний коэффициент одновременности работы всех электродвигателей станка (kо.д = 0,6 - 1,3);
kW ( коэффициент, учитывающий потери электроэнергии в сети завода (1,04 ( в условиях массового производства; 1,08 ( единичного или мелкосерийного);
η ( коэффициент полезного действия оборудования (принимается по паспорту оборудования);
Цэ ( стоимость 1 кВт-ч электроэнергии (принимается по данным предприятия).
Таблица 3.6 - Затраты на электроэнергию
  № операции Наименование операции Модель оборудования Мощность, N, кВт Средний коэффициент загрузки электродвигателя по мощности, kN Средний коэффициент загрузки электродвигателя по времени, kвр Средний коэффициент одновременности работы всех электродвигателей станка, kо.д Коэффициент, учитывающий потери электроэнергии в сети завода, kW Коэффициент полезного действия оборудования, η Коэффициент выполнения норм времени, kв Штучно-калькуляционное время, tшт.к, мин. Стоимость электроэнергии, руб./кВт Затраты на электроэнергию, руб БАЗОВЫЙ вариант 005 Токарно-револьверная 1Г340П 9,0 0,9 0,9 1,0 1,04 0,7 1,3 8,48 4,0 282,635 010 Токарно-револьверная 1Г340П 9,0 0,8 0,8 0,9 1,04 0,7 1,3 6,06 4,0 143,576 015 Сверлильная 2Н125 2,2 0,7 0,8 0,9 1,04 0,7 1,5 3,76 4,0 16,518 020 Долбежная 7А412 1,5 0,6 0,7 0,8 1,04 0,7 1,3 3,08 4,0 7,059 025 Сверлильная 2Н125 1,5 0,6 0,7 0,8 1,04 0,7 1,5 2,81 4,0 5,647 030 Внутришлифовальная 3К227А 4,0 0,9 0,8 0,9 1,04 0,7 1,4 4,31 4,0 47,435 Итого:                   0,00   502,870 ПРОЕКТНЫЙ вариант 005 Токарная DELTAMAB 400BR 20,0 0,5 0,8 1,0 1,04 0,9 1,3 11,87 4,0 337,694 015 Долбежная 200 3АС
C.A.M.S 2,2 0,7 0,9 1,0 1,04 0,7 1,3 3,12 4,0 19,765 020 Внутришлифвальная 3М227ВФ2 S 9,23 0,6 0,8 1,0 1,04 0,7 1,3 4,10 4,0 83,012 Итого:                       440,470
Затраты на содержание и эксплуатацию технологического оборудования
(3.14)
где За ( амортизационные отчисления от стоимости технологического
оборудования, руб.;
Зр ( затраты на ремонт технологического оборудования, руб.;
(3.15)
где На ( годовая норма амортизационных отчислений, % (принимается по данным
предприятия);
Затраты на ремонт технологического оборудования, приходящиеся на одну деталеоперацию:
(3.16)
где Кр ( коэффициент отчислений в ремонтный фонд (по данным предприятия).
Затраты на малоценный инструмент.
Затраты на инструмент на основании [54] определяются как суммарная стоимость инструмента, приходящаяся на одну деталь.

Таблица 3.7 - Затраты на содержание и эксплуатацию технологического оборудования
№ операции Наименование операции Модель оборудования Остаточная стоимость, руб. Годовая норма амортизационных отчислений, На, % Штучно-калькуляционное время, tшт.к, мин. Действительный фонд времени работы обору-дования, Fд, ч Коэффициент загрузки оборудования, kз Коэффициент выполнения норм времени, kв Амортизационные отчисления от стоимости технологического оборудования, За, руб. Коэффициент отчислений в ремонтный фонд, Кр Расчётная потребность в оборудовании, qр Годовая программа выпуска деталей, N, шт. Затраты на ремонт технологического оборудования, Зр, руб. БАЗОВЫЙ вариант 005 Токарно-револьверная 1Г340П 35 270 7,0 0,1413 2007 0,8 1,3 0,167 2 0,068 1000 0,0480 010 Токарно-револьверная 1Г340П 35 270 7,0 0,1010 2007 0,8 1,3 0,119 2 0,0484 1000 0,0341 015 Сверлильная 2Н125 8 250 7,0 0,0627 2007 0,8 1,3 0,017 2 0,03 1000 0,0050 020 Долбежная 7А412 26 200 6,5 0,0513 2007 0,8 1,3 0,042 2 0,0246 1000 0,0129 025 Сверлильная 2Н125 7 119 7,0 0,0468 2007 0,8 1,5 0,010 2 0,0195 1000 0,0028 030 Внутришлифовальная 3К227А 62 850 7,0 0,0718 2007 0,8 1,5 0,131 2 0,03 1000 0,0377 Итого: 0,487 0,1404 ПРОЕКТНЫЙ вариант 005 Токарная DELTAMAB 400BR 450 400 9,0 0,1978 2007 0,8 1,3 3,841 2 0,123 1000 1,1080 010 Долбежная 200 3АС
C.A.M.S 68 700 9,0 0,0520 2007 0,8 1,3 0,154 2 0,032 1000 0,0440 015 Внутришлифо-вальная 3М227ВФ2 S 145 300 9,0 0,0683 2007 0,8 1,3 0,428 2 0,0426 1000 0,1238 Итого: 4,423 1,2757
Таблица 3.8 - Затраты на инструмент
Режущий инструмент Вспомогательный инструмент Суммарные затраты на инструмент, руб. Наименование Цена за штуку, руб. Количество инструмента, приходящееся на одну деталь Стоимость инструмента, приходящаяся на одну деталь, руб. Наименование Цена за штуку, руб. Количество инструмента, приходящееся на одну деталь Стоимость инструмента, приходящаяся на одну деталь, руб. БАЗОВЫЙ вариант Круг шлифовальный ГОСТ 16180-82 110 0,0016 0,176 Оправка 6422-0136 ГОСТ 26538-85. 400 0,0003 0,12 0,296 Метчик 2621-2433 ГОСТ 3266-81 70 0,0075 0,525 Вставка предохранительная V230.12.3-4 300 0,0003 0,09 0,615 Резец подрезной ГОСТ 18880-82 70 0,0088 0,616 Корпус C4-391.38A-2-046 055 A 300 0,0003 0,09 0,706 Резец проходной ГОСТ 18877-73 70 0,0015 0,105 Корпус C4-391.38A-2-046 055 A 1500 0,0003 0,45 0,555 Резец расточной 2142-0385 ГОСТ 9795-84 100 0,0074 0,74 Корпус C4-391.38A-2-046 055 A 1500 0,0003 0,45 1,19 Резец долбежный ГОСТ 10046-72 130 0,0144 1,872 Корпус C4-391.38A-2-046 055 A 300 0,0003 0,09 1,962 Резец канавочныйГОСТ 10044-73 300 0,0768 23,04 Корпус C4-391.38A-2-046 055 A 1700 0,0003 0,51 23,55 Резец канавочный ГОСТ 9795-84 400 0,0306 12,24 Корпус C4-391.38A-2-046 032 1500 0,0003 0,45 12,69 Резец расточной ГОСТ 28101 300 0,0122 3,66 Оправка 6220-0244 ГОСТ 13042-83 1550 0,0003 0,465 4,125 Развертка ГОСТ 1672-80 70 0,003 0,21 Патрон сверлильный C4-391.31-10 087 M 1560 0,0003 0,468 0,678 Сверло 2300-0844 ГОСТ 19543-74 50 0,0395 1,975 Патрон сверлильный C4-391.31-10 087 M 1560 0,0003 0,468 2,443 Сверло 2300-0851 ГОСТ 19543-74 60 0,0075 0,45 Оправка 6222-0136 ГОСТ 26538-85 1800 0,0003 0,54 0,99 Зенковка D6 ГОСТ 26258-87 200 0,0038 0,76 Патрон сверлильный C4-391.31-10 087 M 1350 0,0003 0,405 1,165 Зенковка D22 ГОСТ 26258-87 200 0,0038 0,76 Патрон сверлильный C4-391.31-10 087 M 1350 0,0003 0,405 1,165 Итого: 47,129 5,001 52,13

Таблица 3.8 - Затраты на инструмент (продолжение)
  Режущий инструмент Вспомогательный инструмент Суммарные затраты на инструмент, руб. Наименование Цена за штуку, руб. Количество инструмента, приходящееся на одну деталь Стоимость инструмента, приходящаяся на одну деталь, руб. Наименование Цена за штуку, руб. Количество инструмента, приходящееся на одну деталь Стоимость инструмента, приходящаяся на одну деталь, руб. ПРОЕКТНЫЙ вариант Круг шлифовальный ГОСТ 16180-82 138,0 0,0016 0,2208 Оправка 6422-0136 ГОСТ 26538-85. 880 0,0003 0,264 1,0384 Метчик 2621-2433 ГОСТ 3266-81 88,0 0,0075 0,66 Вставк