4.2. Определение необходимых объемов инвестиций

В условиях проектирования, определение объемов инвестиций сводится к расчетам капитальных вложений, необходимых для реализации проекта. Капитальные вложения представляют собой единовременные затраты, воплощающиеся в стоимости основных фондов в процессе их создания и модернизации.

Наиболее важен расчет прямых капиталовложений, осуществляемых на предприятии, впервые использующем проектируемый объект. Основой их являются капиталовложения в оборудование . Общие правила расчета капиталовложений в оборудование различных видов примерно одинаковы.

Величина капиталовложений в оборудование , как правило, представляет собой сумму вложений непосредственно в проектируемый объект:

где – капитальные затраты на единицу проектируемого оборудования, руб.; – то же на единицу стандартного оборудования каждого вида, используемого в комплексе с проектируемым, руб.; , – число единиц используемого проектируемого и стандартного оборудования каждого вида; – количество наименований используемого проектируемого и стандартного оборудования. Величины и должны определяться, исходя из производственной мощности объекта, для которого проектируется оборудование и с учетом потребного объема производства. Во всех случаях

При планирующемся изготовлении проектируемого оборудования по заказу на стороннем предприятии

(4.1)

где и – цены единицы проектируемого и стандартного оборудования, руб.; – коэффициент, учитывающий транспортно-заготовительные расходы, можно принять = 0,05 – для тяжелого оборудования, = 0,1 – для легкого; = 0,04–0,1 – коэффициент, учитывающий затраты на монтаж оборудования; – затраты, связанные с наладкой и пуском оборудования, руб., можно принять = 5–12%от .

Цена может быть определена на основе себестоимости изготовляемого оборудования:

где – полная себестоимость изготовления проектируемого оборудования, руб.; – коэффициент, учитывающий примерный уровень рентабельности продукции на предприятии-изготовителе, в среднем = 1,15–1,3. [14]

4.3. Определение затратных характеристик конструкций

Изделие машиностроения, выпускаемое серийно или по индивидуальным заказам, обладает рядом показателей, отражающих потребность в различных ресурсах для ее изготовления и использования – затратными характеристиками.

В основном к затратным характеристикам конструкции в сфере изготовления относятся показатели материалоемкости; трудоемкости изготовления (в т.ч. станкоемкость механической обработки деталей); совокупные капитальные затраты, связанные с созданием и освоением техники.

Обобщающей характеристикой, учитывающей все виды производственных затрат, связанных с изготовлением машины, является ее себестоимость. Точный расчет себестоимости машины можно выполнить только при наличии полного комплекса конструкторской и технологической документации на нее, что неосуществимо на ранних стадиях проектирования. Для прогнозирования себестоимости машины при конструировании разработаны различные приближенные методы, многочисленность которых объясняется разнообразием организационно-технических условий проектирования. Обоснованный выбор метода расчета себестоимости оборудования в значительной мере определяет правильность экономического обоснования в целом.

На рис. 4.3 приведена классификация методов расчета себестоимости, характеристика и рекомендации по использованию которых даны ниже.

Методы целостной оценки основываются на установлении связей между себестоимостью и конструктивными и эксплуатационными характеристиками объекта. При этом определяется непосредственно полная себестоимость.

Метод удельных экономических показателей применяется для определения себестоимости небольших параметрических групп оборудования сравнительно простой конструкции с общим основным параметром (мощность, производительность, грузоподъемность и т.п.). Метод базируется на довольно грубом допущении о линейности зависимости между основным параметром и себестоимостью и из-за этого весьма неточен.

Метод экспертных оценок («балльный метод») основывается на оценках, выносимых группой специалистов-экспертов.

Метод корреляционного моделирования основывается на зависимостях себестоимости от ряда конструктивных и эксплуатационных параметров машины (например, производительности, конструктивной массы, рабочего объема аппарата и т.п.), называемых в дальнейшем факторными признаками. Такая зависимость носит не строго функциональный, а усредненный, корреляционный характер.

В математической форме такую зависимость целесообразно представить в виде уравнения регрессии между результативным (себестоимость) и факторными признаками. Для большей точности строят уравнения связи результативного признака с несколькими факторами (множественная регрессия).

Для проведения расчетов по приближенному оцениванию себестоимости новой машины необходимо предварительно собрать статистические данные о параметрах выпускаемых машин-аналогов: 1) факторном признаке; 2) себестоимости.

Таким образом, получаются два ряда признаков, между которыми и устанавливается взаимосвязь методами регрессионно-корреляционного анализа.

Рис. 4.3. Методы расчёта себестоимости

Задача метода регрессионно-корреляционного анализа состоит в расчете параметров уравнения такой кривой , которая достаточно близко проходит от всех фактических точек и при этом описывается непрерывной функцией, подстановкой в которую нового аргумента удобно экстраполировать искомое значение результативного признака. Через пространство, охватываемое эмпирическими точками, можно провести несколько различных кривых (прямая, парабола, гипербола и др.). Для прогнозирования результативного показателя нужно выбрать одну кривую определенной формы, наиболее согласующуюся с фактическими данными, и найти значения коэффициентов уравнения, аналитически отражающего кривую данного вида. Такая кривая называется аппроксимирующей, или осредняющей.

При решении подобных задач общепринятым является метод наименьших квадратов, при котором требование наилучшего согласования теоретической кривой и эмпирических точек сводится к тому, чтобы обращалась в минимум сумма квадратов отклонений этих точек от соответствующих точек аппроксимирующей теоретической кривой:

(4.2)

где – эмпирическое значение результативного признака для i-ой машины, т.е. в i-ой точке; – теоретическое значение функции, полученное путем подстановки в найденное уравнение значения аргумента (факторного признака) для i-ой машины.

Ввиду того, что форма аппроксимирующей кривой заранее известна, чаще всего полагают, что она описывается полиномом m-й степени:

(4.3)

где j – показатель степени членов полинома, .

При выражение (4.3) представляет собой полином первой степени, линейную функцию; при – полином второй степени, квадратическую функцию; при – полином третьей степени, кубическую функцию. Коэффициенты представляют собой искомые параметры уравнений, которые определяются, исходя из условия (4.2).

Вид функции, наиболее точно соответствующий предъявляемым требованиям, можно установить, построив по эмпирическим данным уравнения различных степеней полинома и сравнив их между собой по критерию минимума среднеквадратической ошибки.

Для расчета себестоимости данным методом весьма целесообразно использовать специальные компьютерные программы.

Весьма эффективен дифференцированный расчет на основе калькуляции себестоимости машины-аналога. Для использования метода необходима калькуляция себестоимости машины-аналога, конструкция которой близка проектируемой (об оценке конструктивного сходства машин и выбора аналогов).

Полная себестоимость объекта С_опр в этом случае определяется как

(4.4)

где С_м – материальные затраты, руб.; С_з – заработная плата основных рабочих (с начислениями), руб.; С_ц – сумма цеховых расходов и на содержание оборудования, руб.; С_зв – общезаводские расходы, руб.; С_н – внепроизводственные расходы, руб.

Величина С_м охватывает стоимость основных материалов, полуфабрикатов (отливки, поковки и др.) собственного изготовления и покупных комплектующих изделий и полуфабрикатов (за вычетом выручки от реализации отходов). Определяется по формуле:

где – материальные затраты на изготовление машины-аналога, руб.; , – массы машины-аналога и проектируемой, т.

Величина С_з определяется по формуле

где – общие затраты на зарплату основных производственных рабочих при изготовлении машины-аналога и проектируемой, руб.; , – трудоемкость их изготовления, нормо-ч.

Трудоемкость изготовления проектируемого объекта может рассчитываться по-разному, в зависимости от наличия исходных данных для расчета.

При наличии подробных сведений (на уровне рабочего проекта) о конструкции машины-аналога и трудоемкости ее изготовления можно рассчитать следующим образом:

где – коэффициенты, учитывающие различия в массе машины-аналоги и проектируемой, серийности изготовления, сложности конструкции, степени новизны и уровне унификации, определяемые по формулам:

Здесь и – годовые объемы выпуска машины-аналога и проектируемой, шт.; , – общее количество деталей в новой конструкции и в аналоге, шт.; и – общее количество оригинальных деталей в новой конструкции и в аналоге.

При отсутствии подробных сведений о конструкции аналога, что делает невозможным определение величины и , можно рассчитать по методике, которая дает несколько менее точные результаты:

При

.

При

, (4.5)

где – коэффициент изменения удельной трудоемкости при каждом удвоении массы машины, рекомендуется принять = 0,750,9.

Кроме того, известен нормативный способ определения трудоемкости проектируемого изделия. В качестве исходных в этом случае служат только сведения о массе новой машины, количестве оригинальных деталей в ней и годовой программе выпуска. Способ рекомендуется для случаев, когда известные машины-аналоги серийно не выпускаются и подробные сведения об их конструкции и трудоемкости отсутствуют.

Величины С_ц ,С_зв,С_н рассчитываются по формулам:

где , , – суммы цеховых расходов и расходов на содержание оборудования, заводских расходов, внепроизводственных расходов в себестоимости машины-аналога, руб.

В качестве примера ниже приведён расчёт затратных характеристик станка для фрезерования стеновых панелей ПФС-46 (расчёт выполнялся на стадии технического проекта).

Для расчета себестоимости применялся вышеописанный метод на основе данных о машине-аналоге. В качестве аналога рассматривался станок для фрезерования стеновых панелей ПФС-50. Себестоимость нового станка рассчитывалась по формуле (4.4). Так как подробных сведений о деталях машины-аналога нет, а масса проектируемой машины меньше, чем у машины-аналога, трудоёмкость изготовления нового станка рассчитывалась по формуле (4.5).

Исходные данные приведены в табл. 4.1, а результаты расчёта – в табл. 4.2.

Таблица 4.1

Исходные данные для расчёта затратных характеристики станка ПФС-46
Масса машины-аналога, кг			975
Масса спроектированной машины, кг			750
Материальные затраты на изготовление машины-аналога, руб.			29250
Затраты на заработную плату основных рабочих при			15600
изготовлении машины-аналога, руб.
Трудоёмкость изготовления машины-аналога, нормо-ч			488
Цеховые расходы в себестоимости машины-аналога , руб.			35880
Заводские расходы в себестоимости машины-аналога , руб.			4485
Внепроизводственные расходы в себестоимости машины-аналога, руб.			33900
Коэффициент изменения удельной трудоёмкости			0,75

Таблица 4.2

Результаты расчёта затратных характеристик станка ПФС-46
Материальные затраты, руб.	22500,00
Трудоёмкость изготовления, нормо-ч	216,57
Затраты на заработную плату основных производственных Рабочих, руб.	6923,08
Сумма цеховых расходов, руб.	15923,08
Сумма заводских расходов, руб.	1990,38
Сумма внепроизводственных расходов, руб.	15044,38
Полная себестоимость объекта, руб.	62380,9

Расчёт капитальных вложений, необходимых для внедрения станка для фрезерования стеновых панелей ПФС-46, выполнен по формуле (4.1). Результаты расчёта приведены в табл. 4.3.

Таблица 4.3

Капиталовложения, связанные с внедрением станка ПФС-46
Коэффициент, учитывающий уровень рентабельности  продукции на предприятии-изготовителе
	1,3
Коэффициент, учитывающий транспортно-заготовительные расходы
	0,05
Коэффициент, учитывающий затраты на монтаж оборудования
	0,07
Коэффициент, учитывающий затраты, связанные с наладкой и пуском оборудования
	0,12
Расчётная цена спроектированного станка, руб.	81095,19
Капитальные вложения, связанные с внедрением станка, руб.	100558,04

Метод оценки себестоимости путем расчленения объекта предусматривает расчет себестоимости отдельных частей машины (сборочных единиц, деталей, их конструктивных элементов).

Методы поединичного расчленения основываются на оценке затрат по отдельным сборочным единицам, входящим в состав машины, себестоимость которой определяется по формуле:

,

где , – себестоимости сборочных единиц, имеющих аналоги, и оригинальных (не имеющих аналогов), руб.; – оптовая цена покупного комплектующего изделия, руб.; – числа соответствующих сборочных единиц и комплектующих изделий в составе машины, шт.; – коэффициент, учитывающий затраты на общую сборку машины, = 1,11,15. Величины рассчитываются одним из методов целостности оценки, а – одним из нижеописанных методов.

Разновидностью методов поединичного расчленения является метод приведения затрат к базовой единице, заключающийся в расчете себестоимости сборочных единиц путем умножения себестоимости базовой единицы на коэффициенты приведения, устанавливаемые с помощью корреляционных моделей или экспертно.

Метод элементо-коэффициентов базируется на использовании данных кинематических, электрических и других схем машины. Метод наиболее эффективен на ранних стадиях, особенно при выборе оптимальной схемы проектируемого объекта.

Методы подетального расчленения заключаются в расчете подетальных затрат и их последующем суммировании с затратами на сборку. Эти методы являются наиболее точными, но и наиболее трудоемкими и требующими подробной исходной информации (рабочие чертежи).

Метод расчета по удельному весу материальных затрат (метод структурной аналогии) требует предварительного определения материальных затрат, необходимых для изготовления сборочной единицы:

(4.6)

где – число типоразмеров оригинальных деталей в сборочной единице; – масса детали каждого вида, кг; , – оптовые цены материала детали каждого вида и его реализуемых отходов (договорные или по прейскурантам), руб./т.; – число деталей каждого типоразмера в сборочной единице, шт.; – коэффициент использования материала (в зависимости от планируемой серийности производства = 0,30,7); – число комплектующих изделий каждого типоразмера в сборочной единице, шт.; , – масса заготовки и реализуемых отходов, приходящихся на одну деталь, кг.

Себестоимость сборочной единицы в этом случае рассчитывается как

где – доля материальных затрат в себестоимости аналогичных ранее выпускавшихся изделий, %.

Недостатком метода структурной аналогии является большая трудоемкость при сравнительно невысокой точности.

Метод прямогокалькулирования применяется при проектировании новых объектов, не имеющих аналогов, и обеспечивает достаточно высокую точность. В этом случае

где — тарифная заработная плата производственных рабочих, руб.; , – доля цеховых и общезаводских расходов по отношению к , %; – доля доплат и начислений по отношению к , %; – доля внепроизводственных расходов по отношению к заводской себестоимости, %. Значения , , , определяются на основании требований законодательства и нормативов, действующих на предприятии.

Величина может быть определена по формуле (4.6). Величина определяется по формуле:

где – средняя (на предприятии-изготовителе) часовая тарифная ставка при изготовлении машины, руб.

Достаточно точно оценивать подетальные затраты без предварительного составления технологического процесса позволяют метод оценки по приведенной длине и диаметру обработки и метод подетальных удельных затрат и размерных коэффициентов. Эти методы основывают на использовании специфических (в основном зарубежных) нормативных баз, труднодоступность которых затрудняет использование методов.

Применительно к конструктивно сформированным локальным техническим решениям (ТР) для оперативной технико-экономической оценки их вариантов по ходу проектирования наиболее подходит метод сокращенного нормативного калькулирования, разработанный А.П. Ковалёвым. Расчёты с использованием этого метода помогают разработчикам обоснованно выбирать наиболее экономичное решение. Полученные технико-экономические оценки могут использоваться также для целей технико-экономического обоснования, определения наиболее вероятных значений ТЭП изделий в целом: материалоемкости, трудоемкости и себестоимости.

При создании метода руководствовались следующими положениями.

1. Оценке подвергается небольшой круг только тех компонентов себестоимости проектируемого объекта, которые изменяются при изменении ТР, а именно: затраты на основные материалы, заработная плата основных рабочих и расходы, связанные с эксплуатацией и обслуживанием оборудования и инструмента. Совокупность этих трех компонентов затрат образует технологическую себестоимость. Учет только изменяющихся затрат повышает чувствительность результатов, сокращает объем вычислительных операций, при этом такой подход отвечает требованиям методики определения экономического эффекта от новой техники.

2. Каждый из трех отмеченных компонентов затрат рассматривается как функция какого-либо основного технического показателя, характеризующего расход определенного вида ресурсов в процессе производства. Так, затраты на основные материалы рассматриваются как функция массы конструкции, расходы, связанные с работой оборудования, – как функция станкоемкости и т.д. В силу этого расчёт выполняется по двум стадиям: на первой стадии по конструктивным характеристикам оцениваются технические расходные показатели, на второй – экономические показатели.

В то же время расчетный алгоритм строится так, чтобы учесть взаимовлияние между отдельными показателями, например, между материалоемкостью и трудоемкостью, между трудоемкостью и станкоемкостью и т.д.

3. Основной конструктивной единицей является деталь, которая рассматривается как система, состоящая из нескольких конструктивных элементов: поверхностей, отверстий, пазов, канавок и т.д. Затраты времени на обработку детали складываются из затрат времени на получение отдельных элементов с последующей корректировкой результатов суммирования, учитывающей конструктивные особенности детали. Таким образом, системный подход служит методологическим принципом данного метода.

Как показывает анализ выходной информации о проектируемом изделии на последовательных стадиях НИОКР, оценивание подетальных ТЭП возможно лишь при достаточной конструктивной проработке, а именно, если ТР проработано с такой степенью подробности, которая отвечает требованиям, предъявляемым к документации технического проекта. В то же время при некотором «огрублении» расчетов с рядом оговорок выполнение подетальных оценок возможно и на заключительных этапах эскизного проектирования, когда определена конфигурация всех основных деталей и их размерные и точностные параметры, назначены марки материалов и предварительно намечены виды заготовок.

Первая часть алгоритма – это расчет массы заготовки, станкоемкости и трудоемкости обработки детали. В том случае, если деталь выполняется из нефасонной заготовки, учитывается время на выполнение дополнительных черновых переходов.

Особенностью алгоритма является то, что основное время обработки, входящее в станкоёмкость, и масса стружки, входящая в массу заготовки, рассчитываются взаимосвязано на основе единой системы поэлементных нормативов.

Для каждого типа конструктивных элементов установлены зависимости времени обработки от размеров и нормативные коэффициенты, учитывающие влияние точности, шероховатости и др. К ним относят: приведенное машинное время черновых переходов , приведенное основное время черновых переходов , приведенный минутный съем стружки , коэффициент времени чистовых переходов К_в.ч и коэффициент съема стружки на чистовых переходах К_с.ч. Аргументами служат размеры элемента (диаметр , длина l и т.д.), число одинаковых элементов в детали и квалитет точности. Показатели , и названы приведенными, так как они относятся к условиям обработки конструкционной стали с удельной массой 7,8 г/см³ и пределом прочности_В= 71–79 кгс/мм² .

Указанные зависимости для каждого конструктивного элемента получены в результате расчетов, выполненных на базе трудовых нормативов применительно к условиям мелкосерийного и единичного производства. При этом предполагается, что обработка ведется по наиболее рациональной, типовой технологии с оптимальными размерами припусков и использованием наиболее подходящего инструмента и оборудования. Тем самым обеспечивается прогрессивность получаемых оценок.

По каждому элементу в отдельности рассчитывается масса снимаемой стружки g_с :

где – коэффициент, учитывающий удельную массу материала, из которого изготовлена деталь.

Сумма по всем элементам представляет собой массу всей стружки, снимаемой с заготовки при её обработке. На основе этой величины и рассчитывается масса фасонной заготовки (отливки или поковки).

Для нефасонных заготовок масса рассчитывается по габаритным размерам, в которые должна «вписываться» деталь с учетом необходимых припусков. Масса снимаемой стружки определяется как разность между массами заготовки и детали. Одновременно описанным выше поэлементным способом рассчитывается масса стружки, которая снималась бы, если бы заготовка была фасонной. Эта величина вычитается из общей массы стружки и находится та масса стружки, которая вызвана нефасонностью заготовки. Стружка снимается на черновых переходах, обеспечивающих доведение заготовки до профиля фасонной. С помощью тех же нормативов минутного съема определяется дополнительное основное время черновых переходов, связанное с нефасонностью заготовки. Оно затем прибавляется к результатам поэлементного расчета станкоемкости.

Станкоемкость детали также рассчитывается поэлементно. Для этого вначале по каждому элементу определяется основное время обработки t₀:

где – коэффициент обрабатываемости материала по скорости резания.

Суммированием по всем элементам определяется основное время обработки всех элементов детали _. Однако станкоемкость детали, кроме основного времени, включает также время на установку, переустановку и снятие детали, осуществляемые по ходу обработки, и подготовительно-заключительное время.

Время на установку и снятие детали в ходе ее обработки рассчитывается в данном методе в зависимости от состава технологически разнотипных элементов в детали, размерной группы и класса детали по конфигурации. Главным фактором при этом служит состав разнотипного оборудования, участвующего в обработке детали.

Время на установку и снятие детали в процессе ее обработки рассчитывается по формуле

где – масса детали, кг; – число букв в технологическом коде детали; – коэффициент, учитывающий класс детали по конфигурации; он равен для корпусных деталей 2,5; для валов – 1,3; для дисков – 1,8; для рычагов, плит и кронштейнов – 2,0.

Технологический код элемента набирается из кодов станков, участвующих в получении данного элемента детали. Для групп станков назначены следующие коды: токарные – Т, карусельные и расточные – К, сверлильные – С, фрезерные и строгальные – Ф, накатные – Н, зубофрезерные и зубострогальные – З, круглошлифовальные и плоскошлифовальные – Ш, протяжные – П. Например, код элемента ТП показывает, что элемент обрабатывается на токарном и протяжном станках. Технологический код детали, показывающий состав станков, необходимых для обработки всех ее элементов, набирается из неповторяющихся букв, входящих в коды элементов.

Подготовительно-заключительное время, затрачиваемое на всю партию деталей, зависит главным образом от числа разнотипных станков, участвующих в обработке, и общего числа инструментов в наладках на станках. В результате обработки нормативных и статистических данных по широкому кругу металлообрабатывающих станков получена следующая корреляционная зависимость:

,

где – суммарное подготовительно-заключительное время при обработке партий деталей на всех станках технологической цепочки, мин; q – число групп станков, на которых ведется обработка детали, что примерно равно числу букв в коде детали; l – общее число инструментов, используемых при обработке детали на всех станках.

Если принять, что для обработки одного элемента детали необходимо в среднем два комплекта инструмента, то подготовительно-заключительное время по всем операциям, приходящееся на одну деталь, определится по формуле:

где П – размер партии деталей; n – число наименований элементов детали.

Станкоемкость обработки детали определяется по формуле

где – основное время обработки всех элементов детали; – дополнительная станкоемкость, вызванная нефасонностью заготовки (определяется исходя из массы стружки, снимаемой на дополнительных черновых переходах, и минутного съёма стружки).

Вторая часть алгоритма – определение основных производственных затрат по результатам предшествующих расчетов массы заготовки, станкоемкости и трудоемкости обработки.

Затраты на основные материалы определяются исходя из массы заготовки и цены материала. Причем для случаев, когда заготовкой служит отрезок проката, отливка или горячештампованная заготовка (поковка), используются разные уравнения.

Затраты на заработную плату определяются исходя из трудоемкости обработки детали и средневзвешенной часовой тарифной ставки рабочих. С помощью соответствующих коэффициентов учитываются также дополнительная заработная плата и начисления на заработную плату.

Расходы, связанные с работой оборудования и инструмента, определяются исходя из станкоемкости обработки детали и себестоимости машино-часа работы оборудования. Последняя величина может быть определена с помощью метода нормативной себестоимости машино-часа и машинокоэффициентов, предложенного Л.И. Гамрат-Куреком.

Конечным результатом расчета является технологическая себестоимость детали, которая складывается из затрат на основные материалы, заработной платы производственных рабочих и расходов на содержание и эксплуатацию оборудования и инструмента.

Опыт ручных расчетов по описанной методике выявил ее высокую трудоемкость. На одну деталь расчетчик затрачивает несколько часов. Значительно повысить оперативность технико-экономической оценки ТР позволяет использование программного комплекса ДИСОКЭМК (диалоговая система оперативного контроля экономичности механических конструкций).

В результате расчетов получают следующие экономические параметры рассматриваемой детали:

• суммарное время мехобработки, ее станкоемкость и трудоемкость;

• затраты на основные материалы, заработную плату станочников, на содержание и эксплуатацию оборудования;

• технологическая себестоимость.

Рассмотрим пример расчёта¹ технологической себестоимости вала-шестерни одноступенчатого зубчатого редуктора (рис. 4.4), изготавливаемого из штампованной заготовки, получаемой на кривошипном горячештамповочном прессе (КГШП). Эскиз заготовки приведен на рис. 4.5. Припуск на обработку составляет 3-5 мм. Производство мелкосерийное, объём партии – 1000 штук.

Исходные данные, характеризующие параметры элементов, приведены в табл. 4.4. Не учитывались «микроэлементы», мало влияющие на общий результат (галтели, радиусы скруглений). Для изготовления вала применяется сталь 50 (ГОСТ 1050-88).

Масса детали определяется по формуле:

Здесь – диаметр и длина цилиндрического участка детали, – плотность стали.

Основное время обработки всех элементов детали и вес стружки, снимаемой при обработке всех элементов, определяются по формулам

Значение нормативных показателей и коэффициентов рассчитываются по формулам, приведенным в работе. Результаты расчетов приведены в табл. 4.5.

Масса заготовки

Технологический код детали «вал» включает операции фрезерование, сверление, точение, зубофрезерование, шлифование и полирование – ФТЗШП.

С помощью этого кода определяется время на установку и снятие детали:

где – коэффициент, учитывающий класс детали; – число букв в технологическом коде.

Тогда

Подготовительно-заключительное время

Станкоемкость обработки детали вычислим таким образом:

Таблица 4.4

Номер элемента	Наименование элемента	Параметры, мм						Точность			Технологический код
		D	d	l	B	b	Квалитет		Шероховатость, Ra
1.	Наружная цилиндрическая поверхность	35	–	38	–	–	6		0,8	ТШ
2	-//-	40	–	12	–	–	12		3,2	Т
3	-//-	40	–	12	–	–	12		3,2	Т
4	-//-	35	–	70	–	–	9		0,8	ТШП
5	-//-	32	–	78	–	–	6		0,8	ТШ
6	Торцовая поверхность	20	0	-	–	–	12		6,3	Ф
7	-//-	35	0	-	–	–	12		6,3	Ф
8	-//-	35	32	-	–	–	12		3,2	Т
9	-//-	64	40	-	–	–	12		3,2	Т
10	-//-	64	40	-	–	–	12		3,2	Т
11	Канавка наружная	32	19	-	–	–	12		3,2	Т
12	-//-	40	34	-	–	–	12		3,2	Т
13	-//-	40	34	-	–	–	12		3,2	Т
14	Наружная резьба	20	–	28	–	–	6		3,2	Т
15.	Шпоночный паз	–	–	63	–	–	12		1,6	Ф
16	Зубчатая эвольвентная поверхность	64,03	48,28	80	–	–	7		1,6	З
17	Центровочное отверстие	–	4,0	15	–	–	11		1,6	С
18	-//-	–	4,0	15	–	–	11		1,6	С
19	Наружная фаска	64	–	2,5	–	–	12		6,3	Т
20	-//-	64	–	2,5	–	–	12		6,3	Т
21	-//-	35	–	1,6	–	–	12		6,3	Т
22	-//-	20	–	1,6	–	–	12		6,3	Т
23	-//-	32	–	1,0	–	–	12		6,3	Т

Р ис. 4.4. Чертеж вала-шестерни

Рис. 4.5. Эскиз заготовки

Таблица 4.5

Номер эле-мента	Нормативные показатели и коэффициенты
	tм. чр	tо. чр	акг/мин	Kв. ч	Kс. ч	Kмт	Мк	gс, кг	to, мин
1	0,133	1,633	0,858	7,5	1,64	1	1,2	0,187	12,2475
2	0,048	1,548	0,862	1,36	1,28	1	1,2	0,053	2,105
3	0,048	1,548	0,862	1,36	1,28	1	1,2	0,053	2,105
4	0,245	1,745	0,858	2,3	1,46	1	1,2	0,307	4,0135
5	0,2496	1,7496	0,856	7,5	1,64	1	1,2	0,35	13,122
6, 7	0,037	2,037	1,2	1,36	1,28	1	0,8	0,057	2,77
8	0,0053	1,5053	1,34	1,36	1,28	1	1,2	0,009	2,047
9,10	0,1536	3,1536	1,456	1,36	1,28	1	1,2	0,286	4,289
11	0,624	1,724	0,1	1,0	1,0	1	1,2	0,0624	1,724
12, 13	0,348	1,41	0,16	1,0	1,0	1	1,2	0,0557	1,41
14	0,056	1,556	0,846	3,984	1,29	1	1,2	0,061	6,199
15	0,945	2,445	0,02	1,0	1,0	1	0,8	0,0189	2,445
16	0,548	0,848	0,092	4,8	1,26	1	0,8	0,063	4,07
17, 18	0,18	1,68	0,0072	1,579	1,0	1	0,8	0,0013	2,653
19, 20	0,032	3,032	0,881	1,36	1,28	1	1,2	0,036	4,123
21, 22	0,0112	3,0112	0,858	1,36	1,28	1	1,2	0,0123	4,095
23	0,0032	1,5032	0,855	1,36	1,28	1	1,2	0,0035	2,045
Итого: =1,617 кг = 71,463 мин

При коэффициенте многостаночного обслуживания, равном 1, трудоемкость детали совпадет со станкоемкостью:

Составляющие технологической себестоимости рассчитываются следующим образом.

Затраты на основные материалы:

При цене стали Ц= 47400 руб/т и цене реализуемых отходов Ц_с = 5200 руб/т затраты на основные материалы за вычетом стоимости стружки составят:

Расходы, связанные с работой оборудования и инструмента, рассчитываются по формуле

,

где руб. – нормативная себестоимость машино-часа базового станка;  – коэффициент, корректирующий с учетом типа производства и сменности работы оборудования; – машино-коэффициент, зависит от вида станка, т.е. технологического кода (среднее значение по [20] составляет 1,095); – коэффициент, учитывающий влияние размерной группы детали на машино-коэффициент (для небольших деталей ).

После подстановки значений коэффициентов имеем

руб.

Заработная плата производственных рабочих с начислениями определяется по формуле:

где  – средневзвешенная тарифная ставка рабочих; – коэффициент, учитывающий премии и доплаты; – коэффициент, учитывающий дополнительную заработную плату рабочих; =1,26– коэффициент, учитывающий единый социальный налог.

В результате составит:

, руб.

Технологическая себестоимость детали определяется суммированием , ,

руб.

Наряду с себестоимостью изготовления машины и ее трудоемкостью важную роль играет материалоемкость изделий, характеризуемая показателями общей и удельной материалоемкости объекта, его относительной массой М_отн . Эти показатели рассчитываются по формуле:

где – суммарная масса израсходованных на изготовление машины материалов, т; М – масса машины, т; Н – значение основного эксплуатационного параметра машины [14].