Дипломная работа (ВКР) — колледж, техникум на тему Применение аддитивных технологий при изготовлении изделий в качестве запасных частей для технологических машин

Содержание:

Введение 7

1. Теоретическая часть 9

1.1 Анализ объекта производства 9

1.2 Анализ технологичности детали 10

2. Технологическая часть 17

2.1 Определение типа производства 17

2.2 Обоснование метода получения заготовки 17

2.3 Анализ базового технологического процесса 18

2.4 Анализ базового технологического оборудования 19

1. Конструкторская часть 21

3.1 Разработка инновационного технологического процесса 21

3.1.1 Особенности аддитивной технологии 21

3.1.2 Оборудование для аддитивной технологии 31

3.1.3 Новый технологический процесс 34

3.2 Определение припусков на обработку аналитическим методом 35

3.3 Определение режимов обработки 38

3.4 Расчет технической нормы времени на операцию 39

4. Охрана труда 42

5. Экономическая часть 46

5.1 Определение потребности оборудования 46

5.2 Определение производственных площадей участка 50

5.3 Определение списочного состава работников 51

5.4 Расчет фонда заработной платы персонала 54

5.5 Смета расходов по содержанию и эксплуатации оборудования 58

5.6 Расчет цеховых расходов 63

5.7 Расчет себестоимости обработки детали 66

5.8 Расчет капитальных вложений 67

5.9 Основные технико-экономические показатели участка 69

Заключение 72

Библиографический список 74

Введение:

Введение

По мере того, как аддитивное производство (АП) становится распространенным методом производства готовых деталей, представляется необходимым дальнейшее изучение этого явления. Целью данного исследования является оценка потенциального влияния усовершенствований аддитивного производства на конфигурацию цепочек поставок запасных частей. Эта цель была достигнута путем моделирования сценария реальной цепочки поставок запасных частей в авиационной промышленности. В качестве примера была выбрана цепочка поставок запасных частей истребителя F-18 Super Hornet, так как каналы воздушного охлаждения системы климат-контроля изготавливаются по технологии AM. В общей сложности исследуются четыре сценария, которые изменяют конфигурации цепочки поставок и технические характеристики машин для аддитивного производства. Базовый сценарий основан на текущей практике поставщика запасных частей и возможной децентрализации производства в будущем и возможных улучшениях технологии AM. Общие эксплуатационные расходы, включая стоимость простоя, используются для сравнения сценариев. Мы обнаружили, что при использовании современной технологии AM централизованное производство явно является предпочтительной конфигурацией цепочки поставок в данном примере. Однако распределенное производство запасных частей становится практичным, поскольку машины AM становятся менее капиталоемкими, более автономными и предлагают более короткие производственные циклы. Это исследование дает рекомендации по разработке машин для аддитивного производства и их возможному использованию в цепочках поставок запасных частей.

Цифровизация послепродажного обслуживания, особенно продаж запасных частей, является одновременно стратегической возможностью [1] и угрозой

[2] для многих производителей оригинального оборудования, поскольку фокус конкуренции все больше смещается с цены и качества предложений на предоставление ценности клиентам [3]. Ценность для потребителя связана с поддержанием продукции в рабочем состоянии с высокой надежностью. Техническое обслуживание, ремонт и эксплуатация (ТОиР) тесно связаны с доступностью необходимых запасных частей и квалифицированных специалистов всякий раз, когда возникает спрос, чтобы удовлетворить потребности клиентов и сократить затраты, связанные с простоями. Однако возможность поставлять необходимые детали с высокой скоростью выполнения при низких затратах является серьезной проблемой, которую необходимо решить [4], и которую обещают решить цифровые производственные технологии [5].

Обычно фирмы должны вкладывать значительные средства в свою цепочку поставок запасных частей, чтобы достичь высоких показателей выполнения и надежности [6]. Необходимость хранить относительно большой запас деталей вблизи мест потребления приводит к таким проблемам, как высокие затраты на складирование и устаревание запасов, а также капитальные затраты, связанные с медленно движущимися деталями. На протяжении последних десятилетий технологии на основе ИКТ, такие как планирование ресурсов предприятия (ERP), эффективно решали некоторые из этих проблем. Теперь вопрос заключается в том, сможет ли эта тенденция сохраниться по мере развития технологий, основанных на цифровом производстве. В этом исследовании исследуется влияние использования аддитивного производства (АП) для производства запасных частей в структуре цепочки поставок запасных частей.

Анализ показывает, как разработки машин AM позволяют создавать новые конфигурации цепочки поставок запасных частей для одновременного повышения эффективности и увеличения

Заключение:

Заключение

Как упоминалось выше, общие эксплуатационные расходы используются в качестве показателя эффективности для сравнения сценариев по определенным параметрам. Цель состоит в том, чтобы определить благоприятную конфигурацию цепочки поставок запасных частей в различных условиях. Формула годовой общей стоимости для этого случая включает следующие факторы стоимости:

• Затраты на персонал являются важным компонентом затрат, который зависит от уровня автоматизации машин аддитивного производства и конфигурации цепочки поставок. Этот компонент затрат является основным отличием между текущим и будущим сценариями.

• Стоимость материала зависит от уровня спроса. Поэтому, поскольку мы сравниваем разные сценарии при одном и том же уровне спроса, это не влияет на результаты данного исследования. (Чтобы избежать слишком большой сложности, мы зафиксировали годовой спрос на запасные части на постоянном уровне 5000 и оценили общие затраты сценариев на основе этого уровня.)

• Транспортные расходы зависят от политики пополнения, которая варьируется в зависимости от сценария.

• Стоимость хранения запасов является компонентом общей стоимости, который тесно связан с уровнем запасов. Эта стоимость различается для сценариев в каждой категории, поскольку разные конфигурации цепочки поставок имеют разные уровни запасов.

• Стоимость простоя самолета является одним из наиболее важных компонентов затрат в этом случае, поскольку речь идет о капиталоемком оборудовании, таком как самолеты. Стоимость простоя зависит от конфигурации цепочки поставок, политики пополнения запасов, уровня запасов и темпов производства деталей.

• Стоимость устаревания запасов зависит от уровня запасов. Эта составляющая затрат незначительна из-за особенностей данного случая, так как уровень запасов невелик. В более общем плане стоимость устаревания запасов является серьезной проблемой для запасных частей с медленным оборотом [6].

• Амортизационные затраты на первоначальнуюинвестиции в станки аддитивного производства зависят от цены приобретения станков аддитивного производства и зависят от конфигурации цепочки поставок.

• Годовая стоимость производства первоначальных запасов представляет собой сумму затрат на материалы, персонал и амортизацию оборудования, полученных в результате производства первоначальных запасов, деленную на срок службы проекта.

Фрагмент текста работы:

1. Теоретическая часть

1.1 Анализ объекта производства

Деталь «Вал шлицевый» БД018.386 является элементом коробки передач и служит для передачи крутящего момента посредством зубчатого зацепления через установливаемое на нем зубчатое колесо.

Вал шлицевый представляет собой тело вращения с тремя ступенями. На средней, самой длинной ступени выполнены прямобочные шлицы. Две меньшие ступени, расположенные по краям детали выполняются с достаточной высокой точностью и чистотой поверхности и служат для установки на них подшипников в конечном изделии. С торцев детали выполняются центровочные отверстия, которые служат установочной базой при механической обработке.

Рисунок 1 – Вал шлицевый

Вал шлицевый изготавливается из конструкционной стали 40Х ГОСТ4543-89. Общая твердость 167-207 HB, что соответствует твердости после термической обработки — нормализации.

Таблица 1

Характеристика стали 40Х

Классификация: Сталь конструкционная углеродистая качественная

Применение: Вал-шестерни, коленчатые и распределительные валы, шестерни, шпиндели, бандажи, цилиндры, кулачки и другие нормализованные, улучшаемые и подвергаемые поверхностной термообработке детали, от которых требуется повышенная прочность.

Таблица 2

Химический состав стали 40Х, %

C Si Mn Ni S P Cr Cu

0.36 — 0.44 0.17 — 0.37 0.5 — 0.8 до 0.3 до 0.035 до 0.035 0.8 — 1.1 до 0.3

Таблица 3

Механические свойства стали 40Х (нормализация)

Твердость по Бринеллю

HB Предел прочности при растяжении

σв

(МПа) Ударная вязкость

КСИ

(кДж/м2) Предел текучести

σт (σ0,2)

(МПа) Относительное удлинение

δ

(%) Относительное сужение

ψ

(%)

167-207 570 1100 315 17 38