2.4. Розробка конструкції пристрою

Для закріплення шпонкових фрез у шпинделі верстата з конусом застосовують трьохкулачкові патрони, виконані по нормам машинобудування або оригінальні спеціально спроектовані. У такому випадку при проектування патрона у вихідних даних прив’язочних розмірів будуть розміри хвостовика, який сполучається зі шпинделем верстата і розміри хвостовика фрези.

Пристрій складається із установочних елементів (кулачків), корпуса, патрона, втулки, пружини та хвостовика.

Фреза установлюється в кулачки (які попередньо розведені до відповідного діаметра монтажної частини інструмента) до упора в кінець хвостовика 1, конусна частина якого установлюється в конусний шпиндель верстата і який забезпечує передачу крутного моменту від шпинделя на патрон. Кулачки 4 знаходяться корпусі 5 та взаємодіють ним по конусній поверхні, постійний контакт з якою забезпечується пружиною 3. Корпус 5 встановлений на втулці 2, яка має різьбове з’єднання з хвостовиком.

Закріплення інструмента відбувається у момент повороту корпуса 5 та втулки 2 відносно хвостовика 1. Під дією переміщення конічної поверхні корпуса 5 по конусній поверхні кулачків 4 вони радіально переміщуються, закріплюючи інструмент.

Для закріплення інструмента корпус 5 повертають у протилежному напрямі, при цьому сила закріплення знімається і кулачки 4 радіально переміщуються (під дією пружини) від інструмента.

2.5. Техніко-економічне обґрунтування доцільності використання пристрою

Економічну доцільність пристрою, який проектується визначаємо орієнтовно у порівнянні с іншими можливими варіантами пристроїв, які можуть бути вжиті для здійснення даної операції.

Патрон ,який проектується забезпечує достатню жорсткість, задану точність обробки, значно спрощує процес установки фрези, сприяє підвищенню продуктивності, полегшує працю робочого та зменшує штучний час. Це, у свою чергу, дозволяє знизити штучну заробітну плату та технологічну собівартість виконання операції.

Можливість застосування іншого, аналогічного пристрою для закріплення фрези, потребує витрат часу на визначення та вивірку місцеположення фрези у патроні. Це потребує достатньо високої кваліфікації робочого, збільшує штучний час, а отже і собівартість виконання операції.

Кількісно економічність застосування того чи іншого варіанта пристрою оцінюємо за величиною технологічної собівартості виконання операції. Прийнявши, що витрати на амортизацію верстата, інструмент та електроенергію із застосуванням порівнюваних варіантів пристроїв однакові, визначимо елементи собівартості операції, які залежать від конструкції пристрою.

Технологічні собівартість виконання операції із застосуванням розробленої конструкції визначимо за формулою як і для спеціального верстатного пристрою.

Величина заробітної плати визначається так як і для спеціального верстатного пристрою.

L = T_шт ∙ l

L = 2 ∙ 2,44 = 4,88 коп.

Орієнтовна собівартість виготовлення пристрою залежить від кількості деталей у пристрої та від складності робіт:

S = C ∙k

S = 1,5 ∙ 8 = 12 грн

Строк амортизації патрона приймаємо і = 2 роки. Тоді технологічна собівартість складе:

С_А = 0,0488 ∙ (1 + ) +∙ ()= 0,1744 грн

Собівартість застосування іншого варіанта пристрою визначається аналогічним попередньому методом. Числові значення величин z, N, q, постійна C та i залишаються такими ж. Штучний час у зв’язку із більшими витратами часу на установку, вивірку та закріплення інструмента збільшуємо з 2 хв до 3 хв, також для виконання цих робіт ставимо більш кваліфікованого робітника 5-ого розряду з хвилинною оплатою праці 3,34 коп/хв. Кількість деталей у пристрої-аналогу становить 10 шт. З урахуванням цих даних величина штучної заробітної плати становить:

L = 3 ∙ 3,34 = 10,02 коп.

Орієнтовна собівартість виготовлення пристрою

S = 1,5 ∙ 10 = 15 грн

Технологічна собіварстість використання пристрою складе:

С_В = 0,1002 ∙ (1 + ) +∙ ()= 0,0,3273 грн

Порівнюючи два варіанти пристроїв вибираємо варіант А, так як його собівартість менша, аніж у варіанта В.