Определение вида станков.
Определим вид токарного оборудования (рис. 4.1.)
Рис. 4.1. Области экономической эффективности различных токарных станков: 1-универсальных; 2-с ЧПУ; 3-ОЦ; 4-одношпиндельных автоматов; 5-многошпиндельных автоматов; 6-специальных автоматов.
Согласно рисунку наиболее подходящим видом оборудования является ОЦ.
Определение альтернативных вариантов организационной структуры технологической системы.
5.1. Используя табл. 5 источника [1], приблизительно оцениваем оперативное время обработки детали:
.
5.2. Определим максимально допустимое время переналадки, исходя из равенства:
(5.1.),
где Кио– коэффициент использования оборудования (принимаем Кио=0,8),
Подставляя известные значения, находим:
.
5.3. По времени переналадки определяем два альтернативных варианта организационной структуры системы ([1], табл. 1): РТК и ПАЛ.
Разработка альтернативных вариантов маршрутного ртп.
6.1 Разработаем план обработки для варианта РТП1 (заготовка–прокат, организационная структура системы – РТК) и РТП2 (заготовка–отливка, организационная структура системы–ПАЛ).
Последовательность операций и переходов:
1. Заготовительная (отрезка).
2. Подготовка баз.
3. Черновая и чистовая токарная обработка с одной стороны фланца (в кулачках левой бабки):
- подрезка торца;
- наружная обточка, канавка, фаски;
- сверление центрального отверстия, расточка
- нарезание резьбы.
4. Черновая и чистовая токарная обработка со второй стороны фланца (в кулачках правой бабки) :
- подрезка торца;
- наружная обточка, канавка, фаски;
- обработка разверткой центрального отверстия;
- нарезание резьбы.
5.Объёмная ТО для снятия напряжений (нормализация и улучшение) HRC28..32.
6. Сверление радиальных отверстий.
7. Прорезка шлицев дисковой фрезой.
8. Поверхностная закалка поверхности (ТВЧ) HRC48...52.
9. Шлифование наружное.
10. Покрытие (химическое оксидирование или гальваническое).
Тип и модель оборудования:
1. Автомат токорно-револьверный многооперационный с числовым программным управлением.
Модель 11Б40ПФ4
2. Круглошлифовальный станок с ЧПУ
BUA 25 B Practic
3. Зубофрезерный станок с ЧПУ
Модель GearSpect sfk 200
4. Долбежный станок с ЧПУ
Модель CNC-350
Вид и тип инструмента
Резцы:
-Прорезной(гост 18874-73)
- контурного точения (ГОСТ 20872-75)
- расточной (специальный)
- резьбовой (ГОСТ 22207-76)
Сверло спиральное с цилиндрическим хвостовиком:
- средней серии (d=0.25-20 мм,L=20-205 мм,lреж части=3-140 мм)
(ГОСТ 10902-77)
Модульная фреза (ГОСТ 10996 — 64)
Круг шлифовальный (ГОСТ 2424-67)
Долбяк (ГОСТ 10059-80)
Способ базирования и тип приспособления
1.Для базирования заготовки на обрабатывающем центре 11Б40ПФ4 используется цанговый патрон (ГОСТ 2877-80) и оправка цилиндрическая центровая для точных работ ступенчатая (ГОСТ 16213-70) .
2.При обработке на шлифовальном станке 3 BUA 25 B Practic 2 изделие закрепляется в цанговом патроне (ГОСТ 2877-80).
3.При обработке на зубофрезерном станке GearSpect SFK 200 используем цанговый патрон (ГОСТ 2877-80) и оправку цилиндрическую центровую для точных работ ступенчатую (ГОСТ 16213-70).
4. При обработке на долбежном станке Модель CNC-350 используем 3-х кулачковый патрон ГОСТ 2675-80.
Методы и средства контроля
1.Штангенциркуль ШЦ-П (ГОСТ 166-80). ±20…±300 мкм
2. Для контроля шлицевых отверстий применен калибр-пробка ГОСТ 24960-81.
2.Для контроля шероховатости поверхности применен профилометр ГОСТ 19300-86
Параметр Ra.
Предел измерения 100-0,02 мкм.
Базовые длины: 2,5; 0,8; 0,25; 0,08.
6.2 Расчет укрупненного нормирования ТП и определении Тшт-к
для РТК (заготовка: прокат)
1. Тмаш = Трх + Тхх + Тперех = Кгабар * Кмассы * Трх,
для крупн.дет. Кгабар =1,25 , мелк. Кгабар = 2,
для стали Кмассы =1, цв. спл. Кмассы = 0,5
2. Топ = Туп +Тус = ΣТмаш + Тус; Тус 0,3 мин
3. Тшт = 1,15 Топ
4. Тшт-к = Тшт + Тпз/Qср, Тпз = Тпер
Обточка:
с одной стороны от d= 110мм доd=48 мм (в 16 проходов):
Трх1=0,00015dl=0.00015*l*(d1+d2+d3+ …+d15)= 0.00015*26*1218=4,75 мин
от d= 48 мм доd= 42 мм (в 2 прохода):
Трх2=0,00015*16*(44+42)=0,2 мин
Трх3=0,00015dl=0,00015*2*54=0,0162мин
Трх4=0,00015dl=0,00015*2*54=0,0162мин
со второй стороны:
от d= 110 мм доd= 60 мм (в 13 проходов):
Tpx5=0.00015dl=0.00015*l*(d1+ ….d13)=0.00015*24*1068=3.8 мин
от d= 60 мм доd= 54 мм (в 2 прохода):
Трх6=0,00015*18*(56+54)=0,297 мин
от 46мм до 38мм(в 2 прохода)
Трх7=0,00015*20*(46+38)=0,252мин
Трх8=0,00015dl=0,00015*2*42=0,0126мин
Трх9=0,00015dl=0,00015*2*42=0,0126мин
Трх обточки=∑Трхi= 4,75+0,2+3,8+0,297+0,252+0,0252+0,0324=9,35мин
Тмаш обточки = 2*1*Трх обточки = 2*9,35= 18,7мин.
Расточка:
С одной стороны:
Трх расточки=0,0002*24*30=0,144 мин
С другой стороны:
Трх расточки=0,0002*24*18=0,086 мин
Тмаш расточки = 2*1*Трх расточки = 2*0,2304= 0,4608 мин.
Сверление:
Центрального отверстия:
Трх1 сверления=0,0005*16*72=0,576 мин
Нарезание резьбы резцом:
для М54 – Трх1=0,002*8*54=0,864 мин
Тмаш= 2*1*Трх= 2*0,864= 1,728 мин.
Тмаш = ∑Тмашi = 18,7+0,4608 +1,2 +1,728=22мин.
Топ=∑Тмаш+Тус=22+0,2=22,2 мин
Тшт=1,15*Топ=1,15*22,2 =25,5мин
Тшт-к=Тшт+Тпз/Qср=25,5+12*60/100= 32,7 мин
Фрезерование:
Трх=6 мин.
Тмаш= 2*1*Трх= 2*6= 12 мин.
Топ=∑Тмаш+Тус=12+0,2=12,2 мин
Тшт=1,15*Топ=1,15*12,2 =14,03мин
Тшт-к=Тшт+Тпз/Qср=14,03+12*60/100=21,23 мин
Шлифование:
С одной стороны:
Трх=0,00015dl=0.00015*54*6=0.048мин
С другой строны:
Трх=0,00015dl=0.00015*42*8=0.0504мин
Тмаш=2*(0,048+0,0504)=0,19 мин
Топ=0,19+0,2=0,39мин
Тшт=1,15*0,39=0,4485 мин
Тшт-к=0,4485+12*60/100= 7,64 мин
Долбление:
Тшт=6 мин.
Тшт-к=6+32*60/100= 19,87 мин
6.3 Оформление маршрутного РТП1
|
N опера-ции |
N пере-хода |
Тип, модель станка |
Режущий инструмент |
Приспо-собление |
Трх |
Т маш |
Топ |
Тшт |
Тп.з |
Тшт-к |
|
1. |
1.1 |
Прокат-отрезка |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
2.1 |
Автомат токорно-револьверный многооперационный с числовым программным управлением. Модель 11Б40ПФ4
|
Резец подрезной |
3-х кулачковый патрон
|
0,1 |
0,2 |
0,4 |
0,46 |
0,72 |
1,18 |
|
3. |
3.1 3.2 3.3 3.4 |
Автомат токорно-револьверный многооперационный с числовым программным управлением. Модель 11Б40ПФ4 |
Резцы: контурного точения расточной(спец.) прорезной Сверла: спиральное средней серии
|
3-х кулачковый патрон
|
4,96 0,14 0,05 0,57 |
11,44 |
11,64 |
13,4 |
0,72 |
14,12 |
|
4. |
4.1 4.2 4.3 4.4 |
Автомат токорно-револьверный многооперационный с числовым программным управлением. Модель 11Б40ПФ4 |
Резцы: контурного точения расточной(спец.) прорезной Сверла: спиральное средней серии
|
3-х кулачковый патрон
|
4,96 0,14 0,05 0,57 |
11,44 |
11,64 |
13,4 |
0,72 |
14,12 |
|
6 |
6.1 6.2 6.3 |
Автомат токорно-револьверный многооперационный с числовым программным управлением. Модель 11Б40ПФ4 |
Резцы: контурного точения расточной(спец.) , резьбовой
|
Цанга
|
0.33 |
0.66 |
0.68 |
0.78 |
0.72 |
1.5 |
|
7 |
7.1 7.2 7.3 |
Автомат токорно-револьверный многооперационный с числовым программным управлением. Модель 11Б40ПФ4 |
Резцы: контурного точения расточной(спец.) , резьбовой |
Цанга
|
0.33 |
0.66 |
0.68 |
0.78 |
0.72 |
1.5 |
|
10 |
10.1 |
Зубофрезерный станок с ЧПУ Модель GearSpect SFK 200
|
Червячная фреза |
Цанга
|
6 |
12 |
12,2 |
14,03 |
0,72 |
14,75 |
|
10 |
10.2 |
Долбежный станок с ЧПУ CNC-350 |
долбяк |
3-х кулачковый патрон
|
6 |
12 |
12.2 |
14.03 |
0.72 |
14.7 |
|
11 |
11.1 |
Печь ТВЧ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12 |
12.1 |
Круглошлифовальный станок с ЧПУ BUA 25 B Practic |
Шлифовальный круг |
Цанга |
0,09 |
0,19 |
0,39 |
0,44 |
0,72 |
1,16 |
|
14 |
14.1 |
Гальваническая ванна |
|
|
|
|
|
|
|
|
6.4 Расчет укрупненного нормирования ТП и определение Тшт-к
для ПАЛ (способ получения заготовки: литье)
Обточка:
с одной стороны от d= 50мм доd=48 мм (в 1 проход):
Трх1=0,00015dl=0.00015*l*d1= 0.00015*26*48=0,1872 мин
от d= 48 мм доd= 42 мм (в 2 прохода):
Трх2=0,00015*16*(44+42)=0,2 мин
Трх3=0,00015dl=0,00015*2*54=0,0162мин
Трх4=0,00015dl=0,00015*2*54=0,0162мин
со второй стороны:
от d= 64 мм доd= 60 мм (в 1 проход):
Tpx5=0.00015dl=0.00015*l*d1=0.00015*24*60=0,216 мин
от d= 60 мм доd= 54 мм (в 2 прохода):
Трх6=0,00015*18*(56+54)=0,297 мин
от 46мм до 38мм(в 2 прохода)
Трх7=0,00015*20*(46+38)=0,252мин
Трх8=0,00015dl=0,00015*2*42=0,0126мин
Трх9=0,00015dl=0,00015*2*42=0,0126мин
Трх обточки=∑Трхi= 0,1872+0,2+0,216+0,297+0,252+0,0252+0,0324=1,2мин
Тмаш обточки = 2*1*Трх обточки = 2*1,2= 2,4мин.
Расточка:
С одной стороны:
Трх расточки=0,0002*24*30=0,144 мин
С другой стороны:
Трх расточки=0,0002*24*18=0,086 мин
Тмаш расточки = 2*1*Трх расточки = 2*0,2304= 0,4608 мин.
Нарезание резьбы резцом:
для М54 – Трх1=0,002*8*54=0,864 мин
Тмаш= 2*1*Трх= 2*0,864= 1,728 мин.
Тмаш = ∑Тмашi= 2,4+0,4608 +0,48 +1,728=5,06мин.
Топ=∑Тмаш+Тус=5,06+0,2=5,26 мин
Тшт=1,15*Топ=1,15*5,26 =6,049мин
Тшт-к=Тшт+Тпз/Qср=6,049+32*60/100=25,2 мин
Фрезерование:
Трх=6 мин.
Тмаш= 2*1*Трх= 2*6= 12 мин.
Топ=∑Тмаш+Тус=12+0,2=12,02 мин
Тшт=1,15*Топ=1,15*12,02=13,8мин
Тшт-к=Тшт+Тпз/Qср=13,8+32*60/100=33 мин
Шлифование:
С одной стороны:
Трх=0,00015dl=0.00015*54*6=0.048мин
С другой строны:
Трх=0,00015dl=0.00015*42*8=0.0504мин
Тмаш=2*(0,048+0,0504)=0,19 мин
Топ=0,19+0,2=0,39мин
Тшт=1,15*0,39=0,4485 мин
Тшт-к=0,4485+32*60/100= 19,64 мин
Долбление:
Тшт=6 мин.
Тшт-к=6+32*60/100= 19,87 мин
6.5 Оформление маршрутного РТП2
|
N опера-ции |
N пере-хода |
Тип, модель станка |
Режущий инструмент |
Приспо-собление |
Трх |
Т маш |
Топ |
Тшт |
Тп.з |
Тшт-к |
|
1. |
1.1 |
литье |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
2.1 |
Автомат токорно-револьверный многооперационный с числовым программным управлением. Модель 11Б40ПФ4
|
Резец подрезной |
3-х кулачковый патрон
|
0,1 |
0,2 |
0,4 |
0,46 |
1,92 |
2,38 |
|
3. |
3.1 3.2 3.3 3.4 |
Автомат токорно-револьверный многооперационный с числовым программным управлением. Модель 11Б40ПФ4 |
Резцы: контурного точения расточной(спец.) прорезной Сверла: спиральное средней серии
|
3-х кулачковый патрон
|
0,4 0,14 0,05 0,57 |
2,32 |
2,52 |
2,8 |
1,92 |
4,72 |
|
4. |
4.1 4.2 4.3 4.4 |
Автомат токорно-револьверный многооперационный с числовым программным управлением. Модель 11Б40ПФ4 |
Резцы: контурного точения расточной(спец.) прорезной Сверла: спиральное средней серии
|
3-х кулачковый патрон
|
0,4 0,14 0,05 0,57 |
2,32 |
2,52 |
2,8 |
1,92 |
4,72 |
|
6 |
6.1 6.2 6.3 |
Автомат токорно-револьверный многооперационный с числовым программным управлением. Модель 11Б40ПФ4 |
Резцы: контурного точения расточной(спец.) , резьбовой
|
Цанга |
0.33 |
0.66 |
0.68 |
0.78 |
1.92 |
1.5 |
|
7 |
7.1 7.2 7.3 |
Автомат токорно-револьверный многооперационный с числовым программным управлением. Модель 11Б40ПФ4 |
Резцы: контурного точения расточной(спец.) , резьбовой |
Цанга |
0.33 |
0.66 |
0.68 |
0.78 |
1.9 |
1.5 |
|
10 |
10.1 |
Зубофрезерный станок с ЧПУ Модель GearSpect SFK 200 |
Червячная фреза |
Цанга |
6 |
12 |
12,2 |
14,03 |
1,92 |
15,95 |
|
10 |
10.2 |
Долбежный станок с ЧПУ CNC-350 |
долбяк |
3-х кулачковый патрон
|
6 |
12 |
12.2 |
14.03 |
1.92 |
15.95 |
|
11 |
11.1 |
Печь ТВЧ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12 |
12.1 |
Круглошлифовальный станок с ЧПУ BUA 25 B Practic |
Шлифовальный круг |
Цанга |
0,09 |
0,19 |
0,39 |
0,44 |
1,92 |
2,36 |
|
14 |
14.1 |
Гальваническая ванна |
|
|
|
|
|
|
|
|
Разработка и анализ вариантов технологической системы для альтернативных вариантов РТП
7.1. Количество основного технологического оборудования:
|
Характеристики |
Расчетная формула |
Вариант РТК | |
|
N1прокат(,РТК ) |
N2(литье, ПАЛ) | ||
|
Количество осн.обор |
Mj= M= |
1+9+9+9+1+1+1+9=40 |
1+2+2+1+1+6+1+6=20 |
|
Кол-во вспом оборуд |
исходя из Mj и M |
|
|
|
Кол во рабочих, чел |
R=(M/Kмн)*Kсм |
(40/2)*2=40 |
(20/2)*3=30 |
|
Площадь, кВ.м |
S=M*Sрм |
40*50=2000 |
20*60=1200 |
|
Кап.затр, тыс.$ |
K=M*Црм |
40*100=4000 |
20*500=10000 |
|
Зарплата, тыс.$ |
C=R*Фзп |
40*5=200 |
30*5=150 |
|
Год.привед.затраты, тыс$ |
Зпр=(C+Sзаг*N)+K*0.15 |
(200+0,006*60000)+3100*0,15=1025 |
(150+0,016*60000)+7000*0,15=2160 |
|
Производительн-ть труда, тыс.шт/чел |
PТр=N/R |
60000/40=1500 |
60000/30=2000 |
|
Производительн-ть оборуд, тыс.шт/ед. |
Pоб=N/M |
1500 |
60000/20=3000 |
|
Структурная надежность |
Табл19 |
0.99 |
0.83 |
|
К-т прост.в очер.к тр |
С27-38 |
- |
2% |
|
К-загрузки оборудования |
Kз=Мрасч/Мприн |
36.4/40=0.91 |
16.74/20=0,83 |
|
К-т использов.оборуд. |
Kио= |
49.83*60000/(4000*40*60)=0,31 |
31.59*60000/(6000*40*60)=0,13 |
|
Длит.пр.цикла дет.,ч |
Тц= |
62.36/0,2/60=5.2 |
49.03/0,4/60=2.04 |
|
Годовой экон.эффект, тыс$ |
Эг=Зпр2-Зпр1 |
1135 |
- |
|
Срок окуп.доп. К, лет |
Т=(К1-К2)/(С2-С1) |
- |
- |
7.2 Разработка компоновки участка для обоих вариантов структуры
Компоновка для обоих вариантов представлена на рисунках 7.1 и 7.2 соответственно.
Рисунок 7.1 Структура РТК
Рисунок 7.2 Структура ПАЛ