Аксенова Светлана Израилевна; Кучма Светлана Николаевна;
Стародубов Сергей Юрьевич

ГП «Завод им. Малышева» (г. Харьков)

Донбасский государственный технический университет (г. Алчевск)

Сравнительный анализ способов получения
заготовок электромеханических фильтров

Для обеспечения конкурентоспособности продукции украинского машиностроения необходимо системное снижение себестоимости при безусловном обеспечении высокого качества изделий. Это особенно важно для предприятий, продукция которых соответствует мировым стандартам. Примером может служить производство электромеханических фильтров (ЭМФ), которые используются в спецтехнике, системах проводной телефонной связи, дистанционном управлении объектами и т.д.

Важным элементом ЭМФ является резонатор, изготавливаемый из прутков элинварного сплава 44НХМТ диаметром 3,4 мм. По условиям работы фильтра материал резонатора должен обеспечивать высокую добротность (выше 25 000 ед.).

Так как в сортаменте металлургической промышленности отсутствуют малогабаритные прутки указанного диаметра, то существующая технология изготовления заготовок резонаторов ЭМФ предусматривает следующий маршрут:

серийный пруток Æ4,5 ® рихтовка на правильной машине ® разрезка
абразивным кругом на заготовки длиной 102 мм ® шлифование с Æ4,5 до Æ3,4 на бесцентрово-шлифовальном станке ® старение в вакуумной печи (1,5 часа при температуре 560 °С).

Недостатками указанной технологии являются значительный расход материала (безвозвратные потери металла достигают 25%) и сложность обеспечения качественной рихтовки (нестабильность добротности по длине прутка приводит к тому, что около 50% заготовок бракуются по физическим параметрам).

Для решения указанных проблем разработан способ получения малогабаритных высокодобротных прутков Æ3,4 из элинварного сплава 44НХМТ методом динамического старения [1].

Предложенный способ изготовления заготовки резонаторов ЭМФ предусматривает следующий маршрут обработки:

серийный пруток Æ4,5 ® волочение с Æ4,5 до Æ3,4 мм ® старение при
температуре 650 °С с приложением механической нагрузки 4 кгс/мм²
в течение 25 мин.

Для сравнительного анализа экономической эффективности определена себестоимость заготовки резонатора ЭМФ, С_заг, грн., по формуле:

,

где С_м – затраты на материал, грн.,

С_i – себестоимость операции технологического процесса получения заготовки, грн.,

i – число операций в технологическом процессе.

Затраты на материал применительно к заготовкам ЭМФ определяли по формуле:

,

где С – стоимость 1 кг элинварного сплава 44НХМТ, грн/кг.,

m_з – масса заготовки резонатора ЭМФ, кг.,

r – плотность элинварного сплава, 7850 кг/м,

D, L – диаметр и длина заготовки резонатора, мм.,

К – коэффициент, учитывающий выход заготовок, годных по физическим характеристикам (добротность).

Результаты расчета приведены в табл.1.

Себестоимость операции технологического процесса, грн., определялась по формуле:

С_обр = З_о + А_о + Р_о + И + Э_о + П_пл,

где З_о – заработная плата рабочего, прямая и дополнительная, грн.,

А_о – амортизационные отчисления от технологического оборудования, грн.,

Р_о – затраты на ремонт и обслуживание оборудования, грн.,

И – затраты на инструмент, грн.,

Э_о – затраты на силовую электроэнергию, грн.,

П_пл – затраты на содержание производственных площадей, грн.

Таблица 1 – Затраты на материал заготовки резонатора ЭМФ

Параметры	Размерность	Базовый вариант	Предлагаемый вариант
Стоимость 1 кг сплава 44НХМТ	грн/кг	2,46
Размеры заготовки резонатора	мм	4,5´102	3,4´102
Коэффициент выхода годных заготовок	–	0,5	0,98
Затраты на материал заготовки	грн	0,062	0,018

Заработная плата рабочего на операции (прямая и дополнительная), грн.:

,

где С_ч.т. – часовая тарифная ставка, грн.;

Т_шт.к. – штучно-калькуляционное время выполнения операции, мин;

К – коэффициент, учитывающий начисления на прямую заработную плату.

Амортизационные отчисления от стоимости оборудования, грн.:

,

где К – коэффициент затрат на транспортировку и монтаж станка, К = 1,122;

Ф – стоимость оборудования, грн.;

Н_а – норма амортизационных отчислений;

F_д – действительный годовой фонд времени работы оборудования, F_д = 4015 ч (двусменный режим работы универсального оборудования с ручным управлением).

Затраты на инструмент, отнесенные к одной детали, грн:

,

где Ф_и – стоимость инструмента, грн.,

Т – стойкость инструмента, мин.,

Т_о – основное технологическое время, мин.,

k – число переточек (восстановлений), допускаемых инструментом, мин.,

Затраты на силовую электроэнергию, грн.:

,

где Ц_э – стоимость 1 кВт электроэнергии, грн.,

N – установочная мощность электрооборудования установки, кВт;

h – коэффициент загрузки оборудования.

Затраты на содержание производственных площадей, грн.:

,

где Н_п – норматив издержек на 1 м² производственной площади, грн.,

S – площадь, приходящаяся на единицу оборудования данного типа, м²,

k – коэффициент, учитывающий добавочную площадь.

В таблицах 2 и 3 приведены данные по себестоимости операций для базовой и предлагаемой технологии изготовления заготовок резонаторов ЭМФ. Данные по нормам времени и режимам обработки определены аналитически, по [2 – 4].

Таблица 2 – Себестоимость операций базовой технологии

Показатель	Операции обработки заготовки
	Рихтовка	Шлифование	Отпуск
Краткая характеристика технологического процесса:
Оборудование	правильно-отрезной NR226	бесцентрово-шлифовальный 3М182А	печь ОКБ 704
Установочная мощность, кВт	16,5	5,5	15,0
Штучное время, мин	0,097	0,650	0,297
Элементы расчета себестоимости
Заработная плата рабочего, грн (прямая и дополнительная)	0,016	0,106	0,049
Амортизационные отчисления, грн	0,008	0,006	0,004
Затраты на ремонт и обслуживание, грн	0,002	0,005	0,001
Затраты на инструмент, грн	–	0,061	–
Затраты на электроэнергию, грн.	0,011	0,010	0,029
Затраты на содержание производственных площадей, грн.	0	0,001	0
ИТОГО:	0,037	0,189	0,083

Таблица 3 – Себестоимость операций предлагаемой технологии

Показатель	Операции обработки заготовки
	Волочение	Динамическое старение	Отпуск
Краткая характеристика технологического процесса:
Оборудование	термоволочильная установка		печь ОКБ 704
Установочная мощность, кВт	60,0	16,0	15,0
Штучное время, мин	0,772		0,350
Элементы расчета себестоимости:
Заработная плата рабочего, грн (прямая и дополнительная)	0,126		0,057
Амортизационные отчисления, грн	0,064		0,005
Затраты на ремонт и обслуживание, грн	0,003		0,002
Затраты на инструмент, грн	–		–
Затраты на электроэнергию, грн.	0,051		0,035
Затраты на содержание производственных площадей, грн.	0,002		0,001
ИТОГО:	0,246		0,10

Таким образом, себестоимость заготовок резонаторов ЭМФ по базовой технологии составляет:

С_{заг.баз} = 0,062 + 0,037 + 0,189 + 0,083 = 0,371 грн.

Себестоимость заготовок по предлагаемой технологии:

С_{заг.предл.} = 0,018 + 0,246 + 0,10 = 0,364 грн.

Снижение себестоимости составляет:

.

Из анализа данных (табл. 1 – 3) следует, что снижение себестоимости достигается за счет снижения брака заготовок по физическим параметрам и повышения (примерно в 1,3 раза) коэффициента использования металла.

Разработанный способ получения малогабаритных прутков из элинварного сплава 44НХМТ испытан на машиностроительных предприятиях Украины и рекомендован к внедрению.

Литература

1. Пат. 30882 Україна, МПК(2006) C21D8/06. Спосіб отримання малогабаритних прутків з дроту елінварного сплаву / Кучма С.М. (Україна); Харківський національний автомобільно-дорожній університет (Україна), – №u200714161, заявл. 17.12.2007; опубл. 11.03.2008, Бюл. №5, – 4 с.

2. Міжгалузеві нормативи часу допоміжного, на обслуговування робочого місця і підготовчо-заключного при роботі на металорізних верстатах. Малосерійне та одиничне виробництво / Міністерство праці та соціальної політики України. Центр продуктивності. – Краматорськ: Б.в., 2003. – 320 с.

3. Міжгалузеві нормативи часу на заготівельні роботи по металоконструкціям / Міністерство праці України. Центр продуктивності. – Краматорськ: Б.в., 1996. – 223 с.

4. Общемашиностроительные нормативы вспомогательного времени на термическую обработку металла в печах, ваннах и установках ТВЧ / Центральное бюро нормативов по труду Государственного комитета СССР по труду и социальным вопросам. – М.: Экономика, 1988. – 87 с.