Вакуумное напыление

NPV - наилучший критерий, может быть применен во всех случаях, однако расчет остальных из вышеперечисленных критериев также дает определенную полезную информацию:

а) Обыкновенный и дисконтированный сроки окупаемости дают информацию о риске и ликвидности проекта, сроке связывания средств;

б) Учетная доходность APR дает предварительную информацию о рентабельности инвестиций;

в) NPV показывает прирост  благосостояния акционеров и поэтому  является лучшей характеристикой отдачи на вложенный капитал;

г) IRR также оценивает  доходность инвестиций, кроме того, он содержит информацию о резерве безопасности проекта, которая несвойственна NPV;

д) PI также измеряет “резерв  предела безопасности”, поскольку  разница (PIф - 1) дает условно величину этого резерва.

Таким образом, все использованные критерии оценки данного инвестиционного проекта показали его экономическую эффективность и целесообразность, следовательно, проект должен быть принят.

 

3.Технологическая часть

 

3.1 Краткое описание конструкции и назначения изделия

 

Компьютеризированная  установка магнетронного нанесения с предварительной ионной очисткой; используется для производства многослойных покрытий автомобильных зеркал, защитных экранов для дисплеев и в оптике.

Установка нанесения - является установкой карусельного типа с периодическим  принципом действия. Предназначенной, для нанесения светоотражающего покрытия на защитные стекла мотоциклетных шлемов.

Вакуумная камера 1 представляет из себя - усеченный цилиндр, снабженный открывающейся дверцей и смотровым окном для наблюдения, протекающего процесса. Для осуществления охлаждения вакуумной камеры, ионного источника и магнетронов используется, окольцовывающая вакуумную камеру, водоциркулирующая система охлаждения. Загружаемые стекла 5, устанавливаются на внутреннею поверхность загрузочного барабана 4, где крепятся за крепежные отверстия стекол. Для нанесения многослойных покрытий, в газовой среде используются два магнетрона 3 расположенных в центре барабана. Пред нанесением, необходимо осуществить очистку стекол. Для этой цели используется ионный источник 2. Количество одновременно загруженных стекол на барабан равно 18.

Проектируемая установка применяется в мелкосерийном производстве, позволяет увеличить количество одновременно загружаемых изделий, обладает легкостью смены источников напыления.

Основной технологический процесс происходит при вращении барабанов, с закрепленными на них изделиями, как относительно центральной оси, так и относительно собственной оси барабана, т.е. при планетарном движении барабанов.

 

Рис 3.1 Конструкция проектируемой установки

 

Реализация движения барабанов относительно, центровой оси, решена следующим способом: источником движения служит асинхронный двигатель, располагающийся вне вакуумной камеры, связанный с вводов вращения через редуктор и горизонтальную зубчатую передачу. Ввод вращения, в свою очередь, жестко связан тремя барабанами через поводки. Так же, вал ввода вращения жестко связан с верхним диском, на котором закреплены ведущие звездочки. При обкатывании большого зубчатого колеса, малым зубчатым колесом поз 3. «см.рис.3.3» жестко связанного как, со втулкой, через посадку и винты поз. 17, и закрепленной на ней звездочкой, так и с валом 4. Вращение вала поз.4 относительно корпуса поз.10,закрепленного на плите опорной, происходит через радиальные подшипники. Закрепление корпуса поз.10 на опорной плите посредствам резьбовых гаек поз.6. Наличие экрана поз.5, обусловлено необходимостью защиты резьбового конца корпуса поз.10 и подшипников от забивания напыляемого материала.

 

 

Рис.3.2 Звездочка ведущая

 

3.1.2 Отработка проектируемого узла на технологичность

Отработка на технологичность  выбранного узла позволит упростить  как технологию изготовления деталей, так и технологию сборки узла, а следовательно, снизить материальные и временные затраты на производство узла «звездочка ведущая».

 

 

Трудности получения  строго перпендикулярных резьбовых  отверстий малого диаметра. Избежать этого позволяет применение схемы  с плавающим подшипником и  фиксация внутреннего кольца подшипника.

 

 

Повысить надежность соединения, избежать операции сверления со сложной системой фиксации взаимного расположения деталей. А так же, объединение деталей позволяет не передавать крутящий момент на вал, а следовательно, не усложнять конструкцию вала.

Разбитие цельной детали на части позволяет повысить ремонтопригодность, так как в случае выхода из строя зубчатого зацепления появляется возможность простой замены звездочки (стандартное изделие) на новое, следовательно, снизить время на ремонт данного узла.

Результат отработки  сборочной единицы «Звездочка ведущая» на технологичность (см.рис.3.2)

 

3.1.3 Анализ технических  требований на сборку

Технические требования задаются для предотвращения заклинивания вала при вращении подшипников.

Технические требования задаются для обеспечения выполнения заданного техпроцесса (вращение барабанов без проскальзывания).

Технические требования задаются для предотвращения искривления  вала при сборке (переходные посадки).

Наличие компенсаторного  кольца призвано предотвратить смещение внутреннего кольца подшипника относительно внешнего, а также передачи движения только на внутренне кольцо подшипника.

Определим допуски на сборку, обусловленные данными техническими требованиями.

Сопряжение зубчатой передачи должно обеспечить простоту съема зубчатой передачи при необходимости, но одновременно с тем, наличие зазора недопустимо, так как возникнет перекос зубчатой передачи относительно вала.

Для реализации схемы  установки подшипников, необходимо зафиксировать один из них, а другому  позволить перемещается.

Сопряжение колец подшипника с корпусом необходимо выполнить по переходной посадки для возможности сборки без повреждения сопрягаемых поверхностей.

 

3.1.4 Технологический анализ конструкции  узла

Качественная оценка:

Конструкция имеет элементы, взаимное положение которых необходимо выдержать при сборке: крепежные винты. Количество выдерживаемых при сборке размеров сведено к минимуму. Крепежные элементы по возможности выполнены стандартными, подшипники взяты стандартными.

Для сборки и разборки конструкции не нужно использовать никаких специальных приспособлений. Сборочная единица имеет достаточно простую компоновку и простое конструктивное решение. Использование стандартных деталей и составных частей удешевляет конструкцию.

Конструкция имеет возможность  сборки из предварительно собранных  узлов: зубчатая передача, плита опорная, крепежные элементы.

Некоторые элементы конструкции  имеют малые размеры, что требует  дополнительной осторожности от сборщика конструкции.

Для облегчения сборки соединений с натягом, резьбовых соединений на сопрягаемых деталях имеются заходные фаски.

Количественная оценка:

 

 

где, = 14 общее число деталей;

=7 число стандартных деталей в изделии;

 

 

где, =1 – количество сборочных единиц в изделии;

=15- количество деталей не входящих  в сборочные единицы;

 

3.1.5 Выбор метод достижения точности сборки

Процесс сборки составляет 20 – 50 % в общей трудоемкости изготовления машины.

Сборку подразделяют на узловую и общую. Объектом узловой  сборки являются сборочные элементы машины, объектом общей сборки – сама машина.

Детали поступают на сборку после их окончательного технического контроля.

Процесс сборки состоит  из двух основных частей: подготовки деталей  к сборке и собственно сборочных  операций. К подготовительным работам  относятся: различные слесарно-пригоночные  работы, выполняемые при необходимости; окраска отдельных деталей; очистка и промывка деталей; смазывание сопрягаемых деталей, если это необходимо по техническим условиям.

К собственно сборочным  работам относится процесс соединения сопрягаемых деталей и узлов  с обеспечением правильного их взаимного положения и определенной посадки. В качестве достижении заданной точности, точность отдельно входящих деталей.

 

3.1.6 Разработка технологической схемы сборки

См.лист « Технологический  маршрут сборки»

Рассчитаем штучное время:

 

 

где , - коэффициенты, определяющие время на организационное обслуживание и перерывы (6…9%) от , принимаем их равными 8%.

 

 

3.2 Проектирование технологического  процесса изготовления детали

 

3.2.1 Назначение детали  в изделии

Вал ведущей звездочки предназначен для передачи движения от плиты опорной жестко связанной с вводов вращения, на ведущую звездочку, связанную цепной передачей осью барабанов.

 

3.2.2 Анализ технических  требований

В результате изучения требований предъявляемых к разрабатываемой детали можно сформулировать основные технологические задачи, которые необходимо решить при обработке детали:

Обеспечить параметры  посадочных мест под подшипники (шероховатость, посадку, размер) 0 7js6, что достигается обработкой за несколько переходов : от 12 квалитета исходной заготовки к 6-му готового изделия. Выбор столь жестких требований вызвано видом нагружения внутреннего кольца –циркуляционное, режим работы подшипника 0.007Cr<Pr<0.15Cr. Для данных условий работы необходимо установить поле допуска равного k6.

Обеспечить класс точности для резьбового соединения М6-6g для  выполнения правильного соединения (основное сопряжения в резьбовом  соединении по боковым поверхностям), достигается обработкой за несколько переходов, выдерживание финального диаметра конца вала равного .

Наложение ограничений  на отклонение поверхностей от симметричности,достигается путем постоянства баз – базирование детали.

Обеспечить симметричность лысок.

Обеспечить перпендикулярность «пояска» к цилиндрической поверхности, на которой располагаются места установки подшипников, достигается токарной и шлифовальными операциями.

 

3.2.3 Технологический анализ конструкции детали

Деталь, представляет из себя ступенчатый вал. Основные признаки технологичности:

Вал представляет собой деталь вращения несложной формы - сочетание цилиндрических и плоских поверхностей.

Конструктивные формы детали не представляют особых сложностей.

Деталь симметрична.

Для крепления на валу внешних элементов используется один и тот же вид соединения, одного типа размера.

Конструкция детали жесткая.

При обработке детали нет препятствий для входа  и выхода режущего инструмента.

Точные и не точные поверхности разграничены.

Необходимо предусмотреть  наличие фаски для возможности  уменьшения номенклатуры применяемого инструмента.

Наличие проточек обеспечивает свободный выход режущего инструмента.

 

3.2.4 Выбор метода изготовления детали

Основные характеристики применяемого материала:

 

 

Таблица 3.1. Сталь 40ХН

Состав стали в %
C	Si	Mn	Ni	S	P	Cr	Cu
0.36-0.44	0.17-0.37	0.5-0.8	1-1.4	до 0.035	до 0.035	0.45-0.75	до 0.3

 

Предел прочности 

 

Таблица 3.2. Механические свойства при Т=20oС материала 40ХН

Сортамент	Размер	Напр.	sв	sT	d5	y	KCU
-	мм	-	МПа	МПа	%	%	кДж / м2
Пруток	Æ 10		980	785	11	45	690

 

Виды поставляемой продукции: сортовой прокат круглого, квадратного  сечения, кованный сорт круглого и квадратного  сечений, полосовой прокат, калиброванный прокат круглого и шестигранного сечений, шлифованные обточенные прутки и прутки со специальной отделкой поверхности.

1. Изготовляемая деталь  – ступенчатый вал;

2. Материал детали- сталь  40ХН;

3. Тип производства  – единичное;

5. Габариты детали  – 75Х85 мм;

6. Перепады диаметров  – малые;

Варианты получения  заготовки:

1.Штамповка;

2. Поковка;

3.Сортовой прокат;

Рассмотрим возможные  варианты получения заготоки:1) Вариант штамповки неприемлем, поскольку тип производства – единичный. Штамп инструмент дорогой и его применение окупается только в серийном производстве. 2) Вариант Поковки на прессах и молотах (единственно приемлемый для единичного производства) подходит при условии, что изготовленный для этого метода специальный универсальный инструмент, будет применятся при обработке деталей других изделий.

После рассмотрения возможных  вариантов выбираем в качестве способа получения заготовки – калиброванный прокат.

Заготовка представляет собой калиброванный пруток круглого сечения обычной точности по ГОСТ 2590-71. материал заготовки: сталь 40ХН ГОСТ 1050-84. Предельные отклонения по диаметру прутка при обычной точности проката составляет( для прутков диаметром 10-19 мм) мм. Исходя из точности поставляемого прутка, выбираем следующие размеры заготовки: 010мм, длина 6000мм.

Рассчитаем коэффициент  использования материала:

 

 

3.2.5 Разработка маршрута обработки основных поверхностей детали

005. Отрезная (отрезать  заготовку от прутка);

010. Токарно - винторезная (отрезка торцев и зацентровка);

015. Токарная с ЧПУ  (черновая и чистовая обработка  ЧПУ );