Стрикунов отраслевых технологий. Методические указания по изучению теоретического курса и выполнению контрольной работы (стр. 3 )

Вариант 8

Часть 1

Теоретический вопрос:

Точность обработки и измерительные инструменты.

При изучении и реферировании данного вопроса необходимо:

1. Дать определение понятиям: точность обработки, предельные размеры, допуск, взаимозаменяемость.

2. Привести классификацию измерительных инструментов.

3. Описать технологию проведения измерений различными инструментами.

Часть 2

Задача 1

На алюминиевый стержень сечением и длиной действует сила растяжения . Определить величину удлинения стержня.

Задача 2

Нормативные затраты времени на обслуживание рабочего места составляют , на перерывы , на переналадку оборудования . Нормы оперативного времени на обработку заготовок А, Б и С: мин., мин., мин. Подготовительно-заключительное время мин. Определить норму штучного и штучно-калькуляционного времени на обработку заготовок А, Б и С.

Задача 3

Определить наиболее эффективную технологию производства детали при годовом объеме выпуска 1500 шт. и нормативном уровне рентабельности . Прочими затратами и доходами от реализации отходов пренебречь.

Показатели, характеризующие возможные технологии производства изделия представлены в таблице.

Таблица

Показатели, характеризующие технологии

Показатель	Технология 1	Технология 2	Технология 3
Норма затрат материала, кг./шт.	1,4	1,7	2,1
Стоимость материала, руб./кг.	100
Норма штучно-калькуляционного времени, мин.	7	9	12
Ставка оплаты труда, руб./час	90
Стоимость оборудования, руб.	1300000	900000	500000
Коэффициент амортизации оборудования, %	8	8	8
Годовой фонд рабочего времени, час	1800

Какая технология является более капиталоемкой? При каком годовом объеме производства станет эффективным ее использование?

Вариант 9

Часть 1

Теоретический вопрос:

Электрофизические и электрохимические методы обработки.

При изучении и реферировании данного вопроса необходимо:

1. Рассмотреть электрофизические и электрохимические виды обработки (электроэрозионная, электронно-лучевая, плазменная, лазерная).

2. Описать основные виды оборудование и принципы его работы.

3. Оценить перспективы развития данных видов обработки в различных сферах деятельности.

Часть 2

Задача 1

Какую максимальную растягивающую силу выдержит алюминиевая проволока диаметром .

Задача 2

Нормативные затраты времени на обслуживание рабочего места составляют , на перерывы , на переналадку оборудования . Нормы оперативного времени на обработку заготовок А, Б и С: мин., мин., мин. Подготовительно-заключительное время мин. Определить норму штучного и штучно-калькуляционного времени на обработку заготовок А, Б и С.

Задача 3

Определить наиболее эффективную технологию производства детали при годовом объеме выпуска 1000 шт. и нормативном уровне рентабельности . Прочими затратами и доходами от реализации отходов пренебречь.

Показатели, характеризующие возможные технологии производства изделия представлены в таблице.

Таблица

Показатели, характеризующие технологии

Показатель	Технология 1	Технология 2	Технология 3
Норма затрат материала, кг./шт.	6,4	6,9	7,3
Стоимость материала, руб./кг.	50
Норма штучно-калькуляционного времени, мин.	12	19	25
Ставка оплаты труда, руб./час	90
Стоимость оборудования, руб.	1300000	900000	700000
Коэффициент амортизации оборудования, %	8	8	8
Годовой фонд рабочего времени, час	1800

Какая технология является более капиталоемкой? При каком годовом объеме производства станет эффективным ее использование?

5. Теоретический материал к практическим заданиям и примеры выполнения задач

5.1. Механические свойства материалов

Под механическими свойствами понимают характеристики, определяющие поведение материала под действием приложенных внешних сил. При оценке качества материала и проектных расчетах наиболее часто используют следующие характеристики.

1. Прочность – сопротивление материала деформации и разрушению под действием статических внешних сил. Прочность характеризуется пределом прочности:

, (1.1)

где - наибольшая нагрузка, которую выдерживает образец до

разрушения, Н;

- начальная площадь поперечного сечения образца, .

Значения пределов прочности для некоторых материалов приведены в таблице 1.1.

Таблица 1.1

Значения предела прочности и модуля упругости некоторых материалов

Материал	Предел прочности, МПа	Модуль упругости, МПа
Сталь		200000
Медь	320	120000
Латунь	450
Алюминий	85	80000
Вольфрам	4000	410000
Титан	600	100000
Стекловолокно

2. Пластичность – способность материалов к изменению формы под действием нагрузки. Пластичность характеризуется относительным удлинением:

, (1.2)

здесь - начальная длина рабочей части образца, м.;

- длина рабочей части образца под действием усилия , м.;

- модуль упругости, МПа.

Значения модуля упругости для некоторых материалов приведены в таблице 1.1.

3. Твердость – способность материала сопротивляться вдавливанию в него другого, более твердого тела. При измерении твердости в плоскую поверхность из исследуемого материала с заданным усилием вдавливают наконечник специальной формы. О твердости судят либо по площади полученного отпечатка, либо по глубине вдавливания наконечника.

4. Выносливость – сопротивление материала знакопеременным нагрузкам. Выносливость характеризуется пределом выносливости - , максимальным напряжением, при действии которого не происходит усталостного разрушения образца после заданного цикла нагружений (для стали число циклов ).

Пример 1.

Грузоподъемность крана 3 тонны. Определить минимальный диаметр стальной проволоки троса, если известно, что трос 50-ти жильный. Предел прочности стальной проволоки троса МПа.

Решение:

При подъеме груза массой 3 тонны на трос крана действует сила 30000 ньютонов. Предел прочности ==. То есть проволока сечением выдерживает максимальную силу – 600 ньютонов.

Из формулы (1.1) выразим площадь сечения троса подъемного крана:

.

Площадь сечения проволоки:

.

Соответственно, диаметр проволоки:

.

Пример 2.

На медный стержень квадратного сечения и длиной действует сила растяжения . Определить величину удлинения стержня.

Решение:

Напряжение в сечении стержня определим по формулу (1.1):

.

Так как напряжение в сечении меньше предела прочности меди (предел прочности для меди см. таблицу 1.1: ), то стержень под действием данной нагрузки не разрушится.

Модуль упругости для меди (см. таблицу 1.1) .

Величину удлинения стержня выразим из формулы (1.2):

.

5.2. Нормирование технологических процессов

Одной из важнейших задач, решаемых в ходе разработки технологических процессов, является нормирование технологических операций. Нормирование ставит своей целью определение нормативных затрат материальных и трудовых ресурсов на изготовление одного изделия или детали.

Нормы затрат материальных и трудовых ресурсов используются в дальнейшем при планировании потребности в материалах на производственную программу и при определении трудоемкости выполняемых операций.

Выделяют следующие виды норм затрат времени:

1. Норма машинного (основного) времени - . Машинное время – это время, в течение которого происходит снятие припуска на обработку детали:

, (2.1)

где - расчетная длина пути инструмента, мм;

- подача инструмента мм/мин;

- число проходов.

Норма машинного времени определяется для расчета потребности в инструменте на производственную программу:

, (2.2)

здесь - время работы инструмента до полного износа, час.;

- производственная программа, шт.;

- статистический коэффициент, учитывающий возможность преждевременного износа инструмента, .

2. Норма неперекрываемого вспомогательного времени - . Неперекрываемое вспомогательное время – время, затрачиваемое на установку и снятие заготовки со станка, на управление станком.

3. Норма оперативного времени - . Оперативное время – это время, затрачиваемое непосредственно на обработку одной заготовки (изделия). На практике оперативное время, как правило, определяется в ходе хронометража технологической операции и представляет сумму машинного и вспомогательного времени:

. (2.3)

4. Норма затрат времени на технологическое и организационное обслуживание рабочего места - . Норму затрат времени на обслуживание рабочего места принято устанавливать в процентах от нормы оперативного времени:

, (2.5)

где - нормативные затраты времени на обслуживание рабочего места, %.

5. Норма затрат времени на перерывы, отдых - . Норму затрат времени на перерывы также принято устанавливать в процентах от нормы оперативного времени:

, (2.6)

здесь - нормативные затраты времени на перерывы, %.

6. Норма штучного времени - . Норма штучного времени – время необходимое на обработку одной заготовки:

или, (2.7)

. (2.8)

7. Норма штучно-калькуляционного времени - . Норму штучно-калькуляционного времени определяют по формуле:

, (2.9)

где - подготовительно-заключительное время на партию, мин.;

- количество обрабатываемых заготовок в партии, шт.

В свою очередь, размер партии обрабатываемых заготовок в зависимости от величины (затрат времени на переналадку оборудования) принято рассчитывать следующим образом:

- если затраты времени на переналадку оборудования незначительны ( мин.) то переналадка оборудования будет осуществляться в начале каждой смены:

, (2.10)

здесь - продолжительность смены, мин.;

- если затраты времени на переналадку оборудования достаточно большие:

, (2.11)

где - допустимые затраты времени на переналадку оборудования, %.

Из данного выражения имеем:

. (2.12)

Если затраты времени на переналадку оборудования незначительны, и переналадка осуществляется в начале каждой смены, то баланс рабочего времени рабочей смены выглядит следующим образом:

. (2.13)

Если затраты времени на переналадку оборудования достаточно велики, то задаются нормативами допустимых затрат времени на обслуживание рабочего места - , перерывы и отдых - , переналадку оборудования - . Нормы штучного и штучно-калькуляционного времени рассчитывают по формулам (2.8, 2.9).

Пример 1.

Нормативные затраты времени на обслуживание рабочего места в течение смены (продолжительность смены мин.) составляют мин., нормативные затраты времени на перерывы мин. Штучно-калькуляционное время на переналадку оборудования мин.

Определить норму штучного и штучно-калькуляционного времени на изготовление деталей А и Б, если норма оперативного времени составляет: мин., мин.

Решение:

Так как затраты времени на переналадку оборудования незначительны, будем осуществлять переналадку оборудования в начале каждой рабочей смены. В этом случае из баланса рабочего времени (2.13) вычислим оперативное время работы в течение смены:

мин.

Нормативные затраты времени на технологическое и организационное обслуживание рабочего места:

.

Нормативные затраты времени на перерывы:

.

Норма штучного времени на изготовление деталей А и Б:

мин.

мин.

Размер партии заготовок вида А:

шт.,

вида Б шт.

Норма штучно-калькуляционного времени на обработку заготовок:

мин.

мин.

Пример 2.

Нормативные затраты времени на обслуживание рабочего места составляют , на перерывы , на переналадку оборудования . Норма оперативного времени на обработку заготовки А мин. Подготовительно-заключительное время мин. Определить норму штучного и штучно-калькуляционного времени на обработку заготовки А.

Решение:

Норму штучного времени на обработку заготовка А рассчитаем по формуле:

мин.

Размер партии обрабатываемых заготовок:

шт.

Норма штучно-калькуляционного времени на обработку заготовки А:

мин.

5.3. Оценка эффективности технологий

Каждая технология характеризуется двумя параметрами - трудоемкостью и капиталоемкостью. Единичное производство и мелкосерийное производство тяготеют к использованию более трудоемких и, соответственно, менее капиталоемких технологий. Массовое и крупносерийное производство – к использованию более производительных, капиталоемких технологий.

В качестве основного критерия, определяющего целесообразность использования той или иной технологии, как правило, выступает критерий минимума годовых приведенных затрат на производство продукции: