Гомсельмаш, представленный на рис. в статье В.В.Кошлаковой [6]. Вал
общей длиной 270мм имеет цилиндрические посадочные места длиной 60мм и
длинный шлицевый участок длиной 150мм, открытый с каждой стороны:
Шлицевый участок имеет следующие размеры: наружный диаметр 54h7,
внутренний диаметр 46-0,5, ширина шлицев 9 е9, число шлицев 8.
Материал вала сталь 18ХГТ с твердостью НВ=179-207.
Обкаточный резец сборной конструкции с 12 цилиндрическими ножами из
быстрорежущей стали Р6М5 имеет наружный диаметр 120мм.
Червячная однозаходная шлицевая фреза имеет диаметр 90мм и длину
70мм.
Обкаточный резец нарезает вал на следующих режимах резания:
-скорость резания v = 40м/мин;
-число оборотов n = 1000v/3,14.De = 1000.40 / 3,14.120=105об/мин;
-подача на 1 зуб sz = 0,05мм/зуб;
-подача на 1 оборот обкаточного резца so = sz.z = 0,05.12 = 0,6мм/об
-подача в минуту sм = sz.z.n = 0,6.105 = 63мм/мин.
- 2 -
Можно представить себе обкаточный резец как червячную фрезу с числом
заходов 12 и одним зубом в каждой рейке. При нарезании 8 шлицевого
вала заготовка должна вращаться с числом оборотов nв = n. z/zв =
=105.12/8 = 157,5 об/мин.
Подача резца за 1 оборот стола s = sm/nст= 63/157 = 0,4мм/об.стола и
за это значение подачи настаивают шлицефрезерный станок.
Машинное время нарезания шлицев вала определяется по формуле:
L lвр+l+lвых
tмаш = ---- = ---------- , где (1)
sм sм
L - суммарная длина прохода;
l - длина шлицевого участка вала;
lвр - длина врезания инструмента;
lвых - длина выхода инструмента.
Длину врезания можно определить по формуле: lвр = Re - (Re-h),
где Re - наружный радиус резца, а h - высота шлица.
lвр= 60 -(60-4,5) = 22,8мм
Длина выхода инструмента равна 1мм. Тогда суммарная длина прохода
L = 22,8 + 150 + 1 = 173,8мм , а машинное время:
tмаш = 173,8/63 = 2,76 мин
Рассчитаем теперь время нарезания шлицев однозаходной червячной
фрезой. Режимы шлицефрезерования:
- скорость резания v = 40м/мин;
- число оборотов шпинделя фрезы n= 1000v/3,14Def = 1000.40/3,14.90=
= 130об/мин;
- подача при фрезеровании sf = 2мм/об стола
- число оборотов вала (стола) nв = n/zв = 130/8 = 16,25об/мин
- минутная подача фрез sм = sf.nв= 2.16,25= 32,5мм/мин
Машинное время шлицефрезерования рассчитывается по той же формуле,
что и для шлицеточения, т.е.:
tмаш = L/sм = (lвр + l + lвых)/sм
- длина врезания lвр = Ref - (Ref - h) = 45 - (45 - 4,5) = 17,39
- длина выхода фрезы =1мм
Суммарная длина прохода L = 17,39 + 150 + 1 = 168,4мм
Машинное время фрезерования вала: tмаш = 168,4/32,5 = 5,2мин
Таким образом производительность шлицеточения в 1,9 раза выше, чем
шлицефрезерование.
- 3 -
Рассчитаем теперь приведенные к 1 мин расходы, связанные с работой
оборудования Cм' и инструментальные расходы Син'.
Расходы, связанные с работой оборудования, См состоят из
амортизационных отчислений Сам', затрат на электроэнергию Cэ',зарплаты
оператора с накладными расходами:
См'= Сам' + Cэ' + Cз' (2)
Амортизационные отчисления зависят от начальной стоимости станка Сст
и нормативного срока его использования до списания Nис = 5 лет. Годовые
амортизационные отчисления равны:
Сам = Сст/5 , руб (3)
Приведенные к 1 мин амортизационные отчисления равны при односменной
работе оборудования:
Сам' = Cам/2016.60 , руб
Стоимость шлицефрезерного станка завода "Комсомолец" в 1990г.
составляла 24тыс.руб. (или 12тыс.$). Приняв инфляцию за 15 лет равной
75% можно утверждать, что стоимость аналогичного станка в 2005г. равна
12.1,75= 21000$ или 21000.28,0=588000руб.
Годовые амортизационные отчисления равны Сам = 588000/5=117600руб
Приведенные к 1мин амортизационные отчисления равны:
Сам'= 117600/2016.60 =0,97руб
На станке установлен электродвигатель мощностью Nд=10кВт. Расходы на
электроэнергию в 1мин составят:
Сэ' = Nд.Сэч/60 , (4)
где Сэч - стоимость 1кВт для промышленных объектов = 4,5 руб.
Сэ'= 10.4,5/60 =0,75руб
Зарплата оператора в 1 месяц равна 8000руб, а накладные расходы
составляют 400%. Тогда зарплата с накладными расходами в 1 месяц
составит 8000 + 32000 = 40000руб. Минутная зарплата с накладными
расходами составит: 40000/22.480= 3,79руб.
Стоимость станкоминуты шлицефрезерного станка См составит:
См'= Сам' + Cэ' + Cз'= 0,97 + 0,75 + 3,79 = 5,51руб
Инструментальные расходы состоят из трех составляющих: покупной
(начальной) стоимости инструмента Сип, стоимости заточки инструмента с
его переборкой и настройкой (если необходимо) Сиз, стоимости простоя
станк, связанного со сменой затупившегося инструмента:
Си' = Cип' + Cиз' + Сис'. (5)
Покупная стоимость червячной шлицевой фрезы диам.90 и длиной 80 в
2005г. на МИЗ"е 2800руб.
- 4 -
Покупная стоимость обкаточного резца в 1990г. на опытном заводе
ВНИИинструмента составляла 350руб.или 175$. С учетом инфляции доллара
США 5% в год, можно считать, что в 2005г. она стала 175.1,75=306,25$
или 8575 руб.
Один период стойкости червячной фрезы равен 60мин. Количество
возможных переточек равно 7. Суммарное число периодов стойкости ncт
червячной фрезы равно 7+1 = 8. Суммарная стойкость фрезы составит
Тс = 60мин.8 = 480 мин.
Приведенная к 1мин покупная стоимость червячной фрезы составит:
Сип' = 2800руб / 480мин = 5,83руб
Один период стойкости обкаточного резца равен 40мин. Количество
переточек ножей 9. Суммарное число периодов стойкости обкаточного
резца ncт = 9+1 =10. Суммарная стойкость обкаточного резца составит:
Тс = 40мин.10 = 400мин.
Приведенная к 1мин покупная стоимость обкаточного резца составит:
Сип' = 8575руб / 400мин = 21,44руб
Рассмотрим стоимость переточки инструментов двух видов.
Переточку червячно-шлицевой фрезы проводят по передней поверхности
зубьев, выводя износ по задним поверхностям. Критерием затупления
червячной фрезы является ее износ hз=1мм. Заточку проводят на
специальном полуавтомате модели 3А662 шлифовальным кругом диаметром
250мм. Длина прохода равна 160мм для полного выхода шлифкруга и
осуществления деления от зуба к зубу. Скорость стола vcт=2м/мин,
подача врезания на двойной ход стола после шлифования всех 12 зубьев
равна sвр=0,02мм/дв.ход стола.
Суммарный путь стола за один оборот фрезы: L'= 160.2.12=3840;
Время одного цикла заточки на 1 обороте фрезы: tз'= L'/vст + 0,1.12 =
= 3840/2000 + 1,2 = 3,12мин (0,1мин время деления на 1 зуб).
Машинное время заточки червячной фрезы tз = tз'. 1/0,02 + 1.3,12=
= 3,12.5+ +3,12=18,72мин (1.3,12 - время выхаживания).
Штучное время заточки фрезы равно: tшт з = tмаш з + tвз + tпз =
= 18,72 + 9 + 20/3 = 34,4мин (tпз относим к 3 фрезам в партии).
На станке установлено 2 электродвигателя общей мощностью 3кВт.
Стоимость электроэнергии в 1 мин составляет 4,5.3/60 = 0,23руб
Стоимость станка в 1990г. 12500руб или 6250$. Стоимость станка в 2005г
с учетом инфляции 5% в год составит 6250.1,75 = 10937,5$ или
х28=306250руб. Зарплата заточника составляет 9000руб в месяц, а
зарплата с накладными процентами 400% составит 45000руб.
- 5 -
Стоимость станкоминуты заточного полуавтомата равна:
Сз ст'= Cам'+ Cзз'+Сэз'= [(306250/5)/2016]/480 +(45000/22)/480+0,23=
= 0,063 + 4,261 +0,23 = 4,55руб
Стоимость переточки червячной шлицевой фрезы равна:
Сз = Сз ст'х tшт з = 4,55руб х 34,4мин = 156,52руб
Переточку фрезы проводят через 60мин ее работы, поэтому приведенная к
1 мин стоимость переточки фрезы равна:
Сз' = Сз/Тф = 148,6руб/60мин = 2,48руб
здесь Тф - стойкость фрезы в мин (равна 60мин).
Рассчитаем теперь стоимость переточки обкаточного резца.
Резец перетачивают в собранном виде по задней поверхности ножей.
После заточки уменьшается наружный диаметр, поэтому необходимо
восстановить положение ножей в индикаторном приспособлении.
Переточку ведут на универсально-заточном станке повышенной точности
мод.3М642 (Nэд=1,5кВт). Резец устанавливают в специальном делительном
приспособлении ВНИИинструмента, конструкция которого описана
В.К.Котельниковым [9].
В 1990г стоимость станкоминуты заточного станка по справочнику
составляла 0,014руб (без учета зарплаты оператора). Его покупная
стоимость была равна 2100руб с набором приспособлений. Эквивалентная
стоимость станка в долларах США в 1990г. составляла 1050$. Принимая
инфляцию 5% в год стоимость заточного станка в 2005г должна составить
1050х1,75 = 1837,5$ или 51450 руб.
Стоимость делительного приспособления в 1990г завода МОИЗ составляла
3200руб. Можно считать, что его стоимость в 2005г составит не менее
3200х10 = 32000руб. Суммарная стоимость заточного станка и
приспособления составит 51450+32000=83450руб.
Стоимость амортизационных отчислений в 1 мин Сам'=
=[(83450/5)/2016]/480=0,017руб.
Стоимость электроэнергии в 1 мин составит (4,5руб х
1,5кВт)/60=0,113руб.
Зарплата шлифовщика 8 разряда, который необходим на операции
перешлифовки резцов по сложному профилю составляет 10000руб. Зарплата
с накладными расходами 400% равна 50000руб. Заплата с накладными
расходами в 1 мин составит: 50000/22/480 = 4,735руб
Приведенная стоимость 1мин универсально-заточного станка:
Сз' = 0,017 + 0,113 + 4,735 = 4,865руб
Цикл заточки обкаточного резца:
- заправка круга накатным роликом 5мин;
- установка и закрепление резца в приспособлении 3мин;
- 6 -
- подача профильного круга на резец 0,01мм и шлифование 12 зубьев
с делением вручную - 12мин
- число режущих и выхаживающих проходов - 10
Время измерения профиля на проекторе 5мин.
Время регулирования диаметра обкатоного резца по индикатору равно
1мин на зуб или 12 мин.
Итого время шлифования-заточки на станке равно: tз = 5+3+(12.10)=
=128мин. Стоимость шлифования-заточки на станке Сз=4,865 х 128 =
= 622,72руб.
К этой стоимости надо добавить стоимость измерения и стоимость
регулирования, которые вручную выполняет тот же оператор 8 разряда:
Сизм = Сзп' х (tизм + tрег) = 4,735руб х 17мин = 80,5руб
Суммарная стоимость одной переточки обкаточного резца составляет:
622,72 + 80,5 =703,22руб
Переточку резца проводят через 40мин его работа на шлицефрезерном
станке. Поэтому стоимость переточки, приведенно к 1 мин работы
инструмента составит: Сзр' = 703,22/40 = 17,5руб