Проектирование технологического процесса изготовления детали «Вал первичный раздаточной коробки»

Для анализа соответствия оборудования цеха требованиям безопасности составим карту условий труда рабочих до и после проведения мероприятий по улучшению условий труда, представленную в таблице 6.1.1Таблица 5.1.Оценка условий труда в производственном помещении для оператора фрезерного брусующего станка № п/пФакторы производственной средыРазмерная сетьНормы ПДКФактический уровеньКлассы условий трудаБазовый по отраслиПосле улучшенийБазовыйпо отрослиПослеулучшений1ШумдБ А99105753,212ТемператураС17-221818223ОсвещенностьЛк2002202203,124ЗапыленностьМг6663,125Влажность% 43-6060603,126Общий классусловий труда3,22Из таблицы мы видим, что предлагаемые в проекте мероприятия положительно скажутся на обеспечении безопасности труда, в соответствии с требованиями, изложенными в ГОСТах и других вышеперечисленных нормах и правилах.Согласно ГОСТ 12.2003-84 “Оборудование производственное. Общие требования. ” ССБТ предусматриваем следующее:-Составные части оборудования выполнены с таким расчётом, что исключается возможность их случайного повреждения, вызывающего опасность для человека.-Движущиеся части станков (шпиндель, зубчатые передачи, цепные передачи, фреза), являющиеся источником опасности ограждены от рабочего.-Конструкция станков исключает возможность случайного соприкосновения с горячими и переохлаждёнными частями.-Станки имеет средства местного освещения, соответствующие условиям эксплуатации; при этом исключается возможность случайных соприкосновений с токоведущими частями установленных на станке средств.-Системы управления выполнены так, чтоб не могло возникнуть опасности в результате действия функциональных систем.-Также конструкцией станков предусмотрена защита от поражений электрическим током:-Токоведущие части станка, являющиеся источником опасности, надёжно изолированы и заземлены;-Металлические части, которые могут вследствие повреждения изоляции оказаться под электрическим напряжением опасной величины, надёжно заземлены;- Механизмы резания и подачи смонтированы так, что при выключенном механизме резания исключается возможность включения привода механизма подачи.- Конструкция и расположение органов управления исключает возможность непроизвольного и самопроизвольного включения станков.- Органы аварийного выключения выполнены красным цветом, имеют указатели их нахождения, надписи об их назначении.Из рассмотренного выше можно заключить, что основные элементы конструкции и органы управления станка соответствуют требованиям ГОСТ. Исключением является шум. Хотя частично эту проблему решают за счёт обеспечения работающего станочника наушниками, но это бывает недостаточно. Поэтому можно снизить шум за счёт звукоизолирующего устройства (кожуха).Организационные мероприятия по обеспечению безопасности при использовании станка.Все оборудование имеет предохранительные и оградительные устройства, исключающие:-опасное соприкосновение человека с движущимися элементами и режущим инструментом;вылет режущего инструмента или других движущихся деталей;выбрасывание режущим инструментом обрабатываемых заготовок;- возможность выхода за установленные пределы подвижных частейстанка (кареток, салазок, тележек, рамок, столов, направляющих).Рабочая часть режущих инструментов (пил, фрез и т. п.) закрывается автоматически действующим ограждением, открывающимся во время прохождения обрабатываемого материала или инструмента только для его пропуска величину, соответствующую габаритам обрабатываемого материала по высоте и ширине.-Неподвижные ограждения допускается применять, когда исключена возможность соприкосновения станочника с приведенным в действие режущим инструментом.-Если в конструкции станка не предусмотрено полное ограждение режущего инструмента, то должно быть предусмотрено ограждение нерабочей части.-Ограждения нерабочей части режущих инструментов могут одновременно использоваться и как приспособления для улавливания и направления отходов в устройства для их удаления.-Ограждение механизмов и узлов, периодически переставляемых и регулируемых сделаны открывающимися на петлях или легкосъемными, устанавливаемыми и открываемыми без применения специальных инструментов и обеспечивают свободный доступ для обслуживания и наладки.-Ограждения режущих инструментов, которые необходимо открывать или снимать для замены и правки инструмента сблокированы с пусковыми и тормозными устройствами. Открываемые или легкосъемные ограждения цепных, ременных, зубчатых и фрикционных передач, ведущих и ведомых звездочек цепных транспортеров сблокированы с пусковыми устройствами.-Блокирующее устройство исключает возможность пуска станка при незакрытых или снятых ограждениях, обеспечивать полную остановку двигателей приводов в случае открывания ограждений или их частей или исключает открывание ограждений во время работы.-Установка ограждения в рабочем положении не вызывает самопроизвольный пуск станка; пуск станка осуществляться только от органа управления.-Для закрывания и открывания ограждений предусмотрены ручки, скобы другие устройства.-Устройства, поддерживающие ограждения в открытом состоянии надежно удерживаются в этом положении,5.2 Расчёт эффективности звукоизолирующего кожуха к станкуШум является биологическим раздражителем и не только действует на слуховой аппарат, но и может вызвать расстройство сердечнососудистой и нервной системы, а также способствует гипертонической болезни. Кроме того, шум является одной из причин быстрого утомления работающего, может вызвать головокружение и привести к несчастным случаям.Измерение шума выполняется в соответствии с ГОСТ 20445-75. Устанавливают следующие измеряемые и рассчитываемые величины: средние активные уровни звукового давления L, ДБ или средние уровни звука LA, ДБ.Октавные уровни звукового давления должны определяться в октавных полосах со среднегеометрическими частотами: 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Гц, соответствующими октавному ряду предпочтительных частот по ГОСТ 12090-66.Измерения проводились прибором ИШВ-1. Прибор позволяет измерить уровни звукового давления от 25 до 130 ДБ и анализировать колебания от 10 до 12500 Гц. Таблица 5.1Шумовая характеристика станка .№ВеличинаУровни звука, ДБОктавные полосы частот, Гц.6312525050010002000400080001.Уровни звукового давления станка97 78898484887982932.Нормативные значения уровней шума85 97838884817579723.Требуемое снижение шума13--6474321Таблица 5.2Расчёт акустической эффективности звукоизолирующего кожуха к станку .№ВеличинаЕд. измеренияОктавные полосы частот, Гц.65 125 250 500 1000 2000 4000 80001.L- уровни шума доустановки кожухаДБ89939697908379982.∆LTP- требуемое снижение уровня шумаДБ--8107113183.10 lg(Sкож\Sист.)ДБ3.1-------4.Rтр.кож- требуемая звукоизолирующая способность стенок кожухаДБ3.1 2,1 10,1 13,1 13,1 12,1 9,1 26,15.Rкож- звукоизолирующая способность стенок реальной конструкции кожухаДБ8121424263033366.Lкож- уровень шума после установки кожухаДБ 76,37 5,3 74,3 70,36 3,35 6,3 49,3 63,3Расчёты:Sист. = 1,3·0,93·1,13 = 1,37 м3Sкож = 0,7·1,2·0,5 = 2,52 м3 10 lg = 2,52 / 1,37 = 2,7Требуемую звукоизолирующую способность стенок кожуха определим по формуле:Rтр. кож = ∆LTP + 10 lg(Sкож\Sист.) , (6.2.2.1)Где ∆LTP – требуемое снижение уровней шума, ДБ;Sкож – объём кожуха, м3;Sист. – объём источника, м3.Конструкцию ограждения кожуха подбирают таким образом, чтобы его звукоизолирующая способность была для каждой октавной полосы больше требуемой, Rкож > Rтр. кож .Уровень шума в расчётной точке после установки кожуха на источник шума Lкож. Рассчитывается по формуле:Lкож. = L – (Rкож. + 10 lg(Sкож\Sист)), (6.2.2.2) Где L – уровень шума в расчётной точке до установки кожуха, ДБ.Rкож - звукоизолирующая способность реальной конструкции стенок кожуха, ДБ.Все расчётные данные заносим в таблицу 8.2.Конструкция стен кожуха удовлетворяет требованиям и позволяет уменьшить уровень шума станка до значений меньше нормативных.Материал кожуха- стеклопластик, толщиной равной 3 мм.По данным таблицы 8.2. строим графики уровней звукового давления (измеренные, нормативные, после проведения мероприятий по установке кожуха).Рис. 5.2. Эффективность звукоизолирующего кожуха к станку.Рассчитанный кожух позволяет уменьшить уровень шума до нормативных значений.На предприятиях обязательно должен быть обеспечен контроль уровней шума на рабочих местах и установлены правила безопасной работы в шумных условиях.5.3 Пожарная профилактика.В соответствии с требованиями изложенными в «Техническом регламенте о требованиях пожарной безопасности» (ФЗ 123,2008г), в дипломном проекте разработан ряд следующих мероприятий:--Для внутреннего пожаротушения предусмотрены пожарные струи производительностью 2,5 л/с. Установлены так же огнетушители химические пенные ОХП-10, предназначенные для тушения возгораний и пожаров всех горючих материалов, ОУ-3, ЩН-5, из расчета один огнетушитель на сто метров квадратных пола.-В качестве сигнализационной установки, предназначен для обнаружения дыма, тепла и открытого пламени и сигнализирование о пожаре световыми и звуковыми сигналами, применяется прибор «Сигнал-53», к которому подключаются пожарные чувствительные датчики типа АТИМ-3, установленные на потоках. Также предусмотрена сплинкерная установка из условия орошения одним сплинклером от 9-12см площади пола, с расходом воды 15/с с интенсивностью орошения 0,1л/см.-В непосредственной близости от цеха установлены щиты с набором пожарного инвентаря (багры, ломы, лопаты, топоры, песок).-Для курения отведены специальные места.-В цехе разработана инструкция по мерам пожарной безопасности по участкам. Ответственным за выполнение инструкции является мастер участка. Начальник участка проводит первичный инструктаж, противопожарный и пожарно-технический минимум.-Для проведения мероприятий по пожарной профилактике и тушения возможных очагов пожара производится обучение рабочих и служащих правилам пожарной безопасности. Регулярно проводится проверка состояния цеха.-Количество огнетушителей в цехе: п=1080/100=10, 8 принимаю 11 огнетушителей.-Количество пожарных щитов определяется из расчета один щит на 700 м площади цеха:п=1080/700=1, 54 принимаю 2 щита.5.4. Экологичность проекта.Требуется рассмотреть задачу защиты атмосферного воздуха от производственных выбросов при помощи фильтрационных пылеулавливателей.Воздух, удалённый из производственных помещений трубами и системами вентиляции, может содержать в себе вредные вещества. Загрязнённость атмосферного воздуха ухудшает здоровье людей. Во избежание этого загрязнённый воздух перед выбросом в атмосферу очищается фильтрационным послеулавливателем по ГОСТ 12.2.043 – 80.Пылеулавливание в этих аппаратах основано на осаждении частиц на поверхности пористых перегородок и тел или в их объёме при прохождении запылённых газов (воздуха) через пористые перегородки и тела. Частицы пыли осаждаются на них под действием электростатических или гравитационных сил.В зависимости от фильтруемого воздуха, фильтры делятся на матерчатые и бумажные, волокнистые, с фильтрующим материалом ФП, гидравлические, электрические, акустические или ультразвуковые.В нашем случае применяются тканевые рукавные фильтры, которые служат для средней и тонкой одноступенчатой очистки воздуха от мелкой сухой пыли при начальной запылённости воздуха более 200мг/ м3.При очень большой запылённости воздуха (более 500 мг/ м3) тканевые фильтры используют в качестве второй ступени очистки.Для очистки воздуха с высокой температурой (свыше 100°С) используют в качестве фильтрующего материала синтетические ткани (нитрон, стерилен, лавсан). Рукавные фильтры отличаются высокой эффективностью очистки воздуха от пыли (98% и выше), поэтому мы будем применять рукавный тканевый фильтр РСРГ – УМС.Выводы: внедрение предлагаемых мероприятий позволит не только улучшить безопасность и экологичность проекта, но и позволит значительно поднять качество выпускаемой продукции, повысить производительность труда, улучшить условия труда и обеспечить безопасность работающих при возникновении чрезвычайных ситуаций.6. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ6.1 Расчет текущих затратПри базовом варианте технологического процесса эвольвентные зубья формируются с помощью протяжки на операции 040 на станке 7Б56. При новом варианте зубья образуются фрезерованием на станке 53А30П.При новом технологическом процессе вследствие уменьшения машинного времени (t=1,12 мин) для обработки зубьев требуется один станок 5140 для годовой программы 9000 штук деталей. При старом технологическом процессе для той же годовой программы выпуска требовалось 2 станка 7Б56. То есть сократилось: число инструментов, число станков, потребляемая энергия, время обработки.Проведем расчет текущих затрат при старом и новом варианте.Выведенные из эксплуатации 2 станка реализуются по балансовой стоимости:Протяжной станок7Б56 – по 860000 руб. Итого : К1=1720000 руб.Инвестиции по проекту: Приобретен один протяжной станок 53А30П за 1800000* руб.Затраты на НИОКР составили 15000руб. Итого:2015000 руб.Годовая программа 9000 шт.Таблица 6.1Исходные данные для расчета.ПоказателиБазовый вариантНовый вариантРасценка на операциина зубодолбежном станке, руб.Премия ,%Дополнительная зарплата,% Отчисления на соц.страх,%0,45301226----Расценка на опрациинапротяжном станке, руб.Премия,%Дополнительная зарплата,% Отчисления на соц.страх,%----0,45301226Число допустимых заточек долбякаСреднегодовой расход долбяка на одном станке1092--Число допустимых заточек протяжкиСреднегодовой расход ролика1521 Норма расхода материала на изготовление долбяка, кгСталь Р6М5Оптовая цена 1кг, руб.Цена реализованных отходов, руб.0,5618030--- Норма расхода материала на изготовление протяжкиОптовая цена 1кг сталь Р6М5, руб. Цена реализованных отходов, руб.0,7818030Расценки на изготовление долбякаРасценки на заточку,рубПремия на изготовление,%Дополнительная зарплата,%547.23012---- Расценки на изготовление протяжкиРасценки на заточку протяжек,рубПремия на изготовление ,%Дополнительная зарплата,% 79.57,23012Установленная мощность электродвигателей , кВт Эффективный годовой фонд времени, чЦена 1 кВт * ч энергии37,839461,5412,939461,546.1.1. Затраты на зарплату.Базовый вариант технологического процесса:Ззарп.баз.=(Расценка *премия * доп.зарплата*соц.страх)Nг=2*(0,45*1,30*1,12*1,26)*12000=132088руб.Новый вариант технологического процесса:Ззарп.нов.=0,45*1,30*1,12*1,26*12000=33022 руб.6.1.2. Износ инструмента.Затраты на износ инструмента по базовому варианту тех.процесса:а)Затраты на материал для изготовления долбяка для работы на:Кол-во*расход*цена-кол-во*расход*отходы=4*56*0,63*180-4*54*0,63*30=32206 руб.Зарплата заточников:Кол-во заточек*расценка*премия*доп.зарплата*соц.страх==4*54*8*7,2*1.30*1.12*1.26=18280,08 руб.Затраты на рабочих, занятых изготовлением долбяка:Кол-во*расценка на изг.*премия*доп.зарплата*соц.страх==4*54*81,2*1,3*1.12*1,26=26314,13 руб. Итого 32206+18280+26314=76800 руб.Затраты на износ инструмента по новому варианту тех.процесса:Затраты на материал с учетом реализуемых отходов для изготовления накатных роликов используемого на шлиценакатном станке:78*93*0,59*-1-78*0,59*20=20024,3руб.Зарплата заточников:78*10*6,8*1,3*1,12*1,26=15230 руб. Затраты на рабочих, занятых изготовлением протяжки :78*79,5**1,3*1,12*1,26=17560,1руб.Итого : 20024+15230,9+17560,1= 52815,3руб.6.1.3 Затраты на энергию.Базовый вариант тех.процесса:Зэл.эн.баз.= Мощность* КПДмощн.*КПДвр.*время*тариф=37,8*0,6*0,3*3946*1,54=41535руб.Новый вариант тех.процесса:Зэл.эн.баз.=12,9*0,6*0,3*3946*1,54=14174,7руб.Амортизация оборудования.Таблица 6.2. Расчет амортизации оборудования.ОборудованиеКол-воБалансовая стоимость,руб.АмортизационныеотчисленияЕдин.всего % Руб.Базовое производство1 протяжной станок486000017200006,7*115240Итого:44300001720000115240 Новое производство1.протяжной станок Зубодолбежный станок1101500010150006,7*68005Таблица 6.3. Текущий ремонт оборудованияОборудование Кол-воСложность ремонта оборудованияЗатраты в год р.е.руб. на частиЗатраты в руб. на частиМех.Элек.Мех.Элек.Мех.Элек. Базовое производство 1. протяжной246*32*30.625.8*1407825Итого:21407825 Новое производство1. Зубодолбежный140*20*15.3*12.9*612258Таблица 6.4 Сводная таблица по расчету текущих затратСтатья затрат.Базовый вариант Новый вариант1.Зарплата2.Износ инструмента3.Электроэнергия4.Амортизация5.Текущий ремонт и тех.обслуживание-Механическая часть-Электрическая часть1320807680041535115240140761233022528151417468005825258Итого:3676741690996.2. Расчет показателей экономической эффективностиСрок жизни проекта (5 лет) соответствует эффективному сроку жизни машин и технологий .Принят согласно мировым тенденциям развития промышленности , таким образом период планирования составлен на 5 лет.С1, С2-себестоимость детали соответственно по старому и новому варианту.ΔН-разница налога на прибыль между новым и старым вариантом. К1, К2- капитальные единовременные вложения в оборудования по старому и новому варианту.В результате внедрения в производство нового оборудования происходит снижение себестоимости детали, благодаря этому возрастает прибыль и, следовательно, необходимо платить налог на полученную прибыль.Определим размер налога на прибыль:Определим чистый денежный за один год:Для определения экономической эффективности необходимо определить чистый денежный поток за пять лет с вычетом стоимости единовременных вложений и с учетом альтернативных упущенных возможностей , а так же вычитая стоимость заменяемого оборудования. Для упущенных возможностей воспользуемся ставкой сравнения. За численное значение ставки сравнения примем размер банковского процента по депозиту R=11% в год.Статьи поступлений иотчислений012345С1,руб./шт.-9.199.199.199.199.19С2,руб./шт.-4.24.24.24.24.2ΔН-1,11,11,11,11,1 К1,руб1815000-----К2,руб.2015000-----ЧДП, руб.-295000154800154800154800154800154800ЧДПнарастающимитогом ,руб-295000-14020014600 169400324200479000Рассчитаем чистую текущую стоимость по следующей формуле: При данном значении ставки сравнения R=0,11 получаем положительную чистую текущую стоимость , т.е. экономически выгодно. Найдем ЧТСприR=0,5 то есть увеличим норму дисконта для определения внутреннего коэффициента окупаемости.Найдем ЧТС при R=0,9:Найдем ЧТС при R=1,5:Для обеспечения эффективности капиталовложений в проект достаточно , что бы выполнялись условия:ЧТС>0Рассчитаем внутренний коэффициент окупаемости :Рассчитаем срок окупаемости по формуле: Вывод:Таким образом, совершенствование технологического процесса изготовления вала привода заднего моста связано с увеличением капитальных вложений. В этом разделе дипломного проекта был произведенрасчет экономической эффективности совершенствования технологического процесса вследствие уменьшения количества используемого оборудования и инструмента. Чистая текущая стоимость реализации данного проекта составила 233576 рублей. Внутренний коэффициент окупаемости -162%. Срок окупаемости проекта- 1,9года.ЗАКЛЮЧЕНИЕПри выполнении ВКР были изучены варианты построения технологического процесса с учётом производственной программы, характера продукции, а также технических и экономических условий осуществления производственного процесса. Разработанный технологический процесс преимущественно улучшен, т.е. расчленён на отдельные операции, которые закреплены за отдельными станками. При использовании станков были применены универсальные приспособления, универсальный режущий инструмент, измерительный инструмент, обеспечивающих взаимозаменяемость обработанных деталей.Определяется содержание и последовательность выполнения технологических переходов, режимы резания. Усовершенствование технологического процесса Использование станков с ЧПУ значительно сокращает вспомогательное время на обработку детали за счёт сокращения вспомогательного времени на смену инструмента, многочисленные переустановки детали и сокращения основного времени благодаря возможности увеличения режимов резания.ЛИТЕРАТУРА1. Методические указания к выполнению курсового проекта по технологии машиностроения для студентов машиностроительных специальностей. Мн.: БГПА, 1992. –27с.2. Производство зубчатых колес. Справочник под ред. Б.А. Тайца. – М.: Машиностроение, 1990. –464с.3. Проектирование технологических процессов механической обработки в машиностроении. Под ред. В.В.Бабушка. – Мн.: “Вышэйшая школа”, 1987. –256с. 4. Эдуардов М. С. Штамповка в закрытых штампах. – Л.: Машиностроение, 1971. –356с.5. Режимы резания металлов: Справочник. Ю.В. Барановский и др.- М.: НИИТавтопром, 1995. –406с.6. Горбацевич А. Ф., Шкред В. А. Курсовое проектирование по технологии машиностроения. – Мн.: Выш. школа, 1983. –256с.7. Справочник технолога машиностроителя. В двух томах.Т1. Под ред. А.Г.Косиловой и Р.К.Мещерякова. М.: Машиностроение, 1985. –656с.8. Справочник технолога машиностроителя. В двух томах.Т2. Под ред. А.Г.Косиловой и Р.К.Мещерякова. М.: Машиностроение, 1985. –496с.