CC BY
437
Насад Татьяна Геннадиевна -
доктор технических наук, профессор, заведующая кафедрой «Технология и оборудование электрофизических и электрохимических методов обработки» Энгельсского технологического института Саратовского государственного технического университета Седов Дмитрий Игоревич -аспирант кафедры «Технология и оборудование электрофизических и электрохимических методов обработки» Энгельсского технологического института Саратовского государственного технического университета
Статья поступила в редакцию 16.05.2011, принята к опубликованию 24.06.2011
УДК 621.91.01
А.Н. Селиванов, Т.Г. Насад
РАСЧЕТ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОБРАБОТКИ ВАЛОВ МЕТОДОМ ВЫСОКОСКОРОСТНОГО ФРЕЗОТОЧЕНИЯ
Приводятся экономические расчеты, характеризующие обработку валов методом высокоскоростного фрезоточения. Рассчитывается стоимость обработки заготовки длиной один метр.
Валы, фрезоточение, высокоскоростное резание, себестоимость
A.N. Selivanov, T.G. Nasad
CALCULATION OF ECONOMIC EFFICIENCY OF PROCESSING OF SHAFT BY THE METHOD HIGH-SPEED TURN-MILLING
The economic calculations characterizing processing of shaft by a method high-speed turn-milling are resulted. Cost of processing of preparation long one meter pays off.
Shafts, turn-milling, high speed cutting, price cost
Повышение производительности и снижение себестоимости изготавливаемой продукции всегда являлись актуальными задачами производства. Обычно такие задачи решаются за счет применения современного высокопроизводительного оборудования, разработки и внедрения прогрессивного режущего инструмента, инструментальных материалов и схем резания. Все это связано с вложением денежных средств в большом количестве. При этом увеличение производительности обычно не превышает 20%, а увеличение себестоимости может достигать 20±5%.
Перед внедрением новых технологий и методов обработки в производство проводится экономический анализ для оценки результатов хозяйственной деятельности с целью выявления резервов и путей их мобилизации.
Nasad Tatiyana Gennadievna -
Doctor of Technical Sciences, Professor, Head of the Department of «Technology and Equipment of Electro-chemical and Electro-physical Processing Methods» of Engels Technological Institute (branch) of Saratov State Technical University
Sedov Dmitrij Igorevich -
post-graduate faculty «Technology of Electrochemical and Electro-physical Processing Methods» of Engels Technological Institute (branch) of Saratov State Technical University
Обладая рядом технических преимуществ, высокоскоростное фрезоточение валов является одним из перспективных направлений в машиностроении [1]. Однако экономический эффект внедрения данного метода обработки на производстве не известен. Для этого проведем расчеты себестоимости обработки заготовки методом точения и фрезоточения.
Условием, определяющим целесообразность применения высокоскоростного фрезо-точения, является снижение суммарных затрат на производство годовой программы деталей по сравнению с затратами в условиях, когда данный вид обработки не применяется, снижением трудоемкости изготовления при обеспечении требуемого качества поверхности.
Исходные данные [2] для расчетов технических показателей занесены в табл. 1.
Таблица 1
Фрезоточение Точение
Исходные данные
й = 76 мм (диаметр детали); Ь = 1000 мм (длина обрабатываемой поверхности);
Условно принятые значения
И = 1,25 мкм (высота огранки); йФР = 100 мм (диаметр фрезы); Т = 10 (число режущих зубьев фрезы); V = 120 м/мин (скорость резания); = 0,45 мм/зуб (окружная подача) Шероховатость = Ра 1,25; г = 0,8 мм (радиус при вершине резца); Б = 0,33 мм/об (величина подачи); V = 120 м/мин (скорость резания)
Расчетные значения
машинное время Тм1 = 0,152 мин или 0,046 ч. машинное время Тм2 = 15,3 мин или 0,255 ч
Для определения экономической эффективности изучаемого процесса рассчитаем стоимость одного часа работы станка по формуле [3]:
Сп.з. = Сз + Сч.з. + Ен X (Кст + Кзд) + Ссвет + Ср.пл + Сопр (1)
где Сп.з. - часовые приведенные затраты (руб./ч); Сз. - основная и дополнительная зарплата (руб./ч); Сч.з. - часовые затраты на эксплуатацию рабочего места (руб./час); Ен - нормативный коэффициент экономической эффективности капитальных вложений в станок и здание. Для машиностроения Ен=0,15.
Для повышения точности расчетов учтем стоимость электроэнергии, режущих пластин и инструментальной оправки.
Сз = е х Стф х К, (2)
где Стф - часовая тарифная ставка станочника сдельщика соответствующего разряда (руб./ч); е - коэффициент, учитывающий дополнительную зарплату и начисления на социальное страхование. Для машиностроения е =1,53; К - коэффициент, учитывающий зарплату наладчика, К =1, если наладка производится самим рабочим. К = 1,1 1,5, если наладка производится специальным техническим персоналом.
Сч.3. = Сч.збп х Км, (3)
Сч.зб'п - часовые затраты на базовом рабочем месте; Км - коэффициент, показывающий, во сколько раз затраты, связанные с работой данного станка, больше, чем аналогичные расходы у базового.
Кст = ; (4)
Ед • т
где Ц - балансовая стоимость станка (руб.); Ед - действительный годовой фонд времени станка (час); т - коэффициент загрузки станка.
кза = (5)
Ед ■ т
где Е - производственная площадь, занимаемая станком с учетом проходов (м2).
Е = /* к/ (6)
/ - площадь станка в плане (м2); к/ - коэффициент, учитывающий дополнительную производственную площадь с учетом проходов и проездов; Ссвет - стоимость 1 кВт/ч эл. энергии (руб./кВт); С1рпл. - стоимость 1 режущей пластины (руб.); Сопр. - стоимость инструментальной оправки (руб.); Т - период стойкости пластины (мин).
Подставив данные из табл. 2 в формулу (1), получаем
Сп.з. = 52,02 + 61,2 + 0,15 х (1706,37 + 37,75) + 4,05 + 135,3 + 0,093 = 514,29 руб./ч -фрезоточение;
Сп.з. = 52,02 + 39,78 + 0,15 х (698,06 + 44,22) + 14,28 + 153 = 370,42 руб./ч - точение.;
Исходные данные для расчетов экономических показателей занесены в табл. 2.
Таблица 2
№ Показатели Технологии
базовая фрезоточение
1 Годовая программа (шт.), А, 10000 10000
2 Операционное время (ч), Тм 0,255 0,046
3 Часовая тарифная ставка станочника-сдельщика 34 34
соответствующего разряда (руб./ч), Стф.
4 Часовые затраты на базовом рабочем месте 30,6 30,6
(руб./ч)
5 Коэффициент, показывающий, во сколько раз затраты, связанные с работой данного станка, больше, чем аналогичные расходы у базового, Км 1,3 2
6 Используемое оборудование 16К25Ф3С5 Р11МА МХ 2500 БТ
7 Балансовая стоимость станка (руб.); Ц 2 250 000 5 500 000
8 Производственная площадь, занимаемая станком с учетом проходов (м2), Р 5,17 15,59
9 Площадь станка в плане (м ), f 3,44 10,35
Коэффициент, учитывающий дополнительную
10 производственную площадь с учетом проходов и проездов, к 1,5 1,5
11 Мощность станка (кВт), N 14 22
12 Стоимость 1 кВт/ч эл. энергии (руб.), Ссвет. 4 4
13 Стоимость 1 режущей пластины (руб.), С1рпл. 150 150
14 Период стойкости пластины (мин), Т 15 30
15 Стоимость оправки (руб.), Сопр. 300 15 000
16 Действительный годовой фонд времени станка (ч), Рд 4029 4029
Таблица 3
Варианты обработки Трудоемкость, мин/м Себестоимость, руб/м
Фрезоточение 0,046 23,65
Точение 0,255 94,45
Для расчета себестоимости обработки заготовки длиной 1 м воспользуемся формулой
Собщ = Сп.з. х Т
М
(7)
Подставив имеющиеся данные в формулу (7), получаем Фрезоточение: Собщ = 23,65 руб/м; Точение: Собщ = 94,45 руб/м Полученные результаты сводим в табл. 3.
Сравним данные по первому и второму варианту:
Тобщ 2 - Тобщ 1 Тобщ 1
• 100% =
0,255 - 0,046 0,046
• 100% = 454,34%
Собщ 2 - Собщ 1 • 100% = 94'45 - 23'65 • 100% = 299,36% Собщ 1 23,65
Относительное сравнение себестоимости и трудоемкости вариантов процесса обработки детали длиной 1 метр показало, что при вышепринятых исходных данных обработка валов методом фрезоточения выигрывает по сравнению с токарной обработкой по трудоемкости на 454,34 %, и себестоимости на 299,36 %.
Для расчета годового экономического эффекта воспользуемся формулой
Эг = (Собщ2 - Собщ1) х А,
(8)
где Эг - годовой экономический эффект (руб.); Собщ1 - себестоимость изготавливаемой продукции при базовой технологии (руб./шт.); Собщ2 - себестоимость изготавливаемой продукции при новой технологии (руб./шт.); А - годовой объем изготавливаемой продукции (шт.).
Для определения диапазона экономической эффективности метода фрезоточения рассмотрим данный процесс при переменном значении подачи. Для этого, исходя из условия прочности режущей пластины, назначим подачу в интервале = 0,1 - 0,45 мм/зуб [4]. Проведя аналогичные расчеты, построен график (рисунок), из которого следует, что при обработке валов методом высокоскоростного фрезоточения положительный экономический эффект будет наблюдаться при значении подачи Бг > 0,2 мм/зуб.
руб 1х103-
Собщфр.т.
Собщт
100
1 0.2 0.3 0.4 0.5
мм/зуб
Интервал экономической эффективности Выводы
Проведенные технико-экономические расчеты и сравнительная их характеристика показали:
1. Несмотря на большие первоначальные капиталовложения в оборудование и инструмент, высокую мощность оборудования при обработке валов фрезоточением производительность может возрастать до 4,5 раза, а себестоимость снижаться до 3 раз по сравнению с токарной обработкой.
2. Для положительного экономического эффекта значение подачи при обработке валов фрезоточением не должно быть меньше 0,17 мм/зуб.
3. При обработке детали методом высокоскоростного фрезоточения годового экономический эффект может составить от 96 800 до 708 000 руб.
ЛИТЕРАТУРА
1. Селиванов А. Н. Обеспечение качества обработки валов из титановых сплавов методом высокоскоростного фрезерования и фрезоточения / А.Н. Селиванов, Т.Г. Насад // Вестник СГТУ. 2010. №3 (46). Вып. 1. С. 55-61.
2. Справочник технолога машиностроителя: в 2 т. Т. 1 / под ред. А. Г. Касиловой, Р. К. Мещерякова. 4-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1986. 656 с.
3. Горбацевич А.Ф. Курсовое проектирование по технологии машиностроения: учеб. пособие для машиностроит. спец. вузов / А.Ф. Горбацевич, В.А. Шкред. 4-е изд., перераб. и доп. Минск.: Выш. школа, 1983. 256 с.
4. http://www. coromant. sandvik. com
Селиванов Александр Николаевич -
аспирант кафедры «Технология электрофизических и электрохимических методов обработки» Энгельсского технологического института (филиала) Саратовского государственного технического университета
Насад Татьяна Геннадиевна -
доктор технических наук, профессор, заведующая кафедрой «Технология электрофизических и электрохимических методов обработки» Энгельсского технологического института (филиала) Саратовского государственного технического университета
Статья поступила в редакцию 13.05.2011, принята к опубликованию 24.06.2011
УДК 621.91.01
А.Н. Селиванов, Т.Г. Насад, С.Я. Торманов
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СТРУЖКООБРАЗОВАНИЯ ПРИ ОБРАБОТКЕ ТИТАНОВОГО СПЛАВА МАРКИ ВТ 1-0 МЕТОДОМ ВЫСОКОСКОРОСТНОГО ОКРУЖНОГО ФРЕЗЕРОВАНИЯ
Приводятся экспериментальные данные обработки валов методом высокоскоростного резания по схеме окружного фрезерования. Рассматривается процесс формирования качества обрабатываемой поверхности и стружкообразования.
Selivanov Aleksander Nikolaevich -
Postgraduate Student of the Department of «Technology of Electro-chemical and Electro-physical Processing Methods» of Engels Technological Institute (branch) of Saratov State Technical University
Nasad Tatiyana Gennadievna -
Doctor of Technical Sciences, Professor, Head of the Department of «Technology and Equipment of Electro-chemical and Electro-physical Processing Methods» of Engels Technological Institute (branch) of Saratov State Technical University
