43701

Проектирование технологического процесса обработки вала червячного, который входит в состав одноступенчатого червячного редуктора

Дипломная

Производство и промышленные технологии

Выбор заготовки Техникоэкономическое обоснование способа получения заготовки. Техникоэкономическое обоснование метода получения заготовки. Например для машиностроительной продукции к числу таких факторов относят: точность оборудования; жесткость системы станокприспособление инструментдеталь; посторонние включения в материал заготовки; температурные колебания; квалификация обслуживающего персонала; погрешность режущего инструмента; режимы механической обработки; точность соблюдения параметров предварительной термической обработки и др.

Русский

2013-11-06

4.67 MB

222 чел.

РЕФЕРАТ

В данном дипломном проекте по технологии машиностроения рассмотрены следующие вопросы:

1.Определение типа производства

2.Выбор заготовки

3. Проектирование технологического процесса механической обработки детали.

4. Расчет припусков и режимов резания.

5. Техническое нормирование.

6. Проектирование и расчет приспособления

7. проектирование и расчет торцовой фрезы.

7.Економическая часть

8.Охрана труда

Графическая часть представлена на ХХ  листах  формате А1, 4 форматах А3.А2

Пояснительная записка к дипломному проекту на тему «Проект участка механического цеха по обработке фланця» содержит:                     

Страниц –  

Рисунков –

Таблиц –

Использовано источников –


СОДЕРЖАНИЕ

РЕФЕРАТ 3

ВВЕДЕНИЕ 6

1.ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 8

1.1  Назначение детали и основные технологические задачи, решаемые при изготовлении. 8

1.2. Определение типа производства 11

1.2.1 Размерный анализ детали. 12

1.3.Анализ технологичности конструкции детали. 17

1.4 Технико-экономическое обоснование способа получения заготовки. 19

1.5 Проектирование технологического процесса механической обработки детали 22

1.5.1 Разработка маршрутно-технологического процесса обработки червяка 22

1.5.2 Обоснование последовательности операций технологического процесса 30

1.5.3 Обоснование выбора технологических баз 31

1.5.4 Обоснование метода обработки и оборудования 32

1.6. Расчет припусков на механическую обработку 39

1.7 Расчёт режимов резания 44

1.8. Техническое нормирование 51

2. КОНСТРУКЦИЯ И РАСЧЕТ ПРИСПОСОБЛЕНИЯ. 54

2.1 Описание конструкции приспособления 54

2.2 Расчет коэффициента надежности закрепления детали 55

2.3 Расчет потребных сил зажима 57

2.4 Расчет приспособления на точность 57

3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА 60

3.1. Назначение торцово-дисковой фрезы и анализ технологических условий на ёе изготовление. 60

3.2. Анализ технологичности конструкции инструмента. 61

3.3. Технико-экономическое обоснование метода получения заготовки. 62

3.4. Основные формообразующие операции маршрутного технологического процесса изготовления детали. 66

3.5. Обоснование выбора технологических баз. 67

3.6. Обоснование маршрутного техпроцесса изготовления инструмента. 67

3.7. Определение припусков на механическую обработку. 68

3.8. Расчет режимов резания. 71

3.9. Расчет норм времени. 74

3. ОРГАНИЗАЦИОННАЯ ЧАСТЬ 77

3.1 Правила расположения оборудования иорганизация производства на участе 77

3.2 Определение необходимого количества станков и коэф. загрузки оборудования. 80

3.3. Расчёт производственных площадей 82

4. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 85

4.1. Расчёт стоимости основных материалов 85

4.2 Затраты на заводской и совершенствованный технологический процесс . Сравнение затрат по двум технологическим процессам. 71

4.3 Экономическое обоснование предлагаемого технологического процесса. 72

5.ОХРАНА ТРУДА И БЕЗОПАСТНОСТЬ В ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЯХ 76

5.1 Анализ условий труда 78

5.2 Производственная  санитария и гигиена труда. Освещение производственного помещения. 79

5.3 Оздоровление воздушной среды 80

5.4 Защита от шума и вибрации. 81

5.5 Техника  безопасности. 82

5.5.1Технические средства безопасности проектируемого участка. 82

5.6 Электробезопасность. 83

5.7. Защитное заземление 84

5.8. Пожарная безопасность 87

5.9 Организационные мероприятия. 89

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 91

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 92

Приложение 1………………………………………………………………………

Приложение 2………………………………………………………………………

Приложение 3………………………………………………………………………


ВВЕДЕНИЕ

Дипломный проект специалиста - это комплексное практическое задание, выполненное на основе полученных ранее знаний по фундаментальным общеинженерным наукам.

В данной работе используются знания по таким дисциплинам как: детали машин, сопротивление материалов, обработка металлов резанием, металлорежущие станки и системы, металлорежущий инструмент, проектирование станочных приспособлений, экономика, технология машиностроения и многое другое.

В современном машиностроении существует большое разнообразие кинематических схем редукторов, их форм и конструкций.

Редуктором называется механизм, состоящий из зубчатых или червячных передач, выполненный в виде отдельного агрегата и служащий для передачи вращения от вала двигателя к валу рабочей машины.  Назначение редуктора – понижение угловой скорости и соответственно повышение вращающего момента ведомого вала по сравнению с ведущим.

Редукторы делятся на цилиндрические, конические, червячные. Встречаются и комбинированные редукторы, представляющие сочетание зубчатых цилиндрических, конических и червячных передач. По числу пар передач редукторы делятся на одноступенчатые и многоступенчатые.

Темой моего дипломного проекта является проектирование технологического процесса обработки вала червячного, который входит в состав одноступенчатого червячного редуктора, что позволит научиться и закрепить на практике полученные ранее знания по фундаментальным техническим дисциплинам, как следствие потвердеть умение принимать правильные инженерные и технические решения для конкретно поставленной задачи. Также важную роль имеет обоснование выбора технологического процесса, оборудование и номенклатуры металлорежущего инструмента.

Выпускная дипломная работа имеет конструктивно-технологический характер и состоит из текстовой и графической частей, которые могут быть выполнены с применением современных программных продуктов таких как: для текстовой части- МS Office; для графической - ряд таких программ как: Компас 3Д, SolidWorks, Pripusk и другие программы и приложения САПР .

Поэтому предполагается конструирование, критический анализ технологичности и улучшение червячного вала редуктора, усовершенствование базового технологического процесса его изготовления, оптимизация методов и режимов её обработки, усовершенствование используемого оборудования, приспособлений и режущего инструмента.

        Выполнения всех этих навыков в дипломном проекте позволит оценить мои знания и навыки как специалиста и инженера в целом.


1.ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1.1  Назначение детали и основные технологические задачи, решаемые при изготовлении.

Качество продукции зависит от большого числа взаимосвязанных и не зависимых друг от друга факторов, имеющих как закономерный, так и случайный характер. Например, для машиностроительной продукции к числу таких факторов относят: точность оборудования; жесткость системы станок-приспособление инструмент-деталь; посторонние включения в материал заготовки; температурные колебания; квалификация обслуживающего персонала; погрешность режущего инструмента; режимы механической обработки; точность соблюдения параметров предварительной термической обработки и др.

В современном машиностроении существует большое разнообразие кинематических схем редукторов, их форм и конструкций.

Редукторы делятся на цилиндрические (оси ведущего и ведомого валов параллельны), конические (оси валов пересекаются), червячные (оси валов перекрещиваются в пространстве). Встречаются и комбинированные редукторы, представляющие сочетание зубчатых (цилиндрических и конических) и червячных передач.

Объектом данной дипломной работы является вал червячный который входит в состав червячного редуктора.

В червячных редукторах используется червячная передача. Червячная передача состоит из винта, называемого червяком, и червячного колеса, представляющего собой разновидность косозубого колеса.

Червячные передачи относятся к зубчато-винтовым. Если в зубчато-винтовой передаче углы наклона зубьев принять такими, чтобы зубья шестерни охватывали её вокруг, то эти зубья превращаются в витки резьбы, шестерня — в червяк, а передача — из винтовой зубчатой в червячную.

Ведущее звено червячной передачи в большинстве случаев — червяк, а ведомое — червячное колесо. Обратная передача зачастую невозможна — КПД червячного редуктора в совокупности с передаточным отношением вызывают самостопорение редуктора.

Преимущество червячной передачи по сравнению с винтовой зубчатой в том, что начальный контакт звеньев происходит по линии, а не в точке. Угол скрещивания валов червяка и червячного колеса может быть каким угодно, но обычно он равен 90°. В отличие от косозубого колеса обод червячного колеса имеет вогнутую форму, способствующую некоторому облеганию червяка и соответственно увеличению площади контактных поверхностей. Направление и угол подъёма зубьев червячного колеса такие же, как и у витков резьбы червяка. Резьба червяка может быть однозаходной или многозаходной, а также правой или левой. Наиболее распространена правая резьба с числом заходов z1=1…4.

Вал червячный – это особый винт с формой профиля резьбы в виде архимедовой спирали.  Имеет много разновидностей, но на практике самыми удобными оказываются однозаходные, двухзаходные или четырёхзаходные червяки. Степень заходности зависит от количества.

Изготавливается червячный вал из Сталь 25Х13Н2-б-Т .Сплав 25Х13Н2 применяется для изготовления высоконагруженных деталей, лопаток паровых и газовых турбин, работающих при температурах до +580 °С, деталей клапанов, поковок дисков, роторов паровых и газовых турбин, бандажей, диафрагм, болтов, гаек, шпилек и других высоконагруженные деталей, работающих при температурах до +600 °С, сопел блоков, деталей турбин и фланцевых соединений, устанавливаемых на паропроводах тепловых электростанций. Сталь жаропрочная мартенситного класса.

   Рекомендуемая максимальная температура эксплуатации в течение весьма длительного времени - до +600 °C. Температура начала интенсивного окалинообразования в воздушной среде +750 °C.


Рис. 1 Химический состав и механические свойства стали 25Х13Н2-б-Т

 

Рис. 1 Филические свойствав стали 25Х13Н2-б-Т


1.2. Определение типа производства

Тип производства определяется по коэффициенту закрепления операций (Кз.о.), который указывает на количество операций, выполняемых на одном станке, [6,с.10]:

                                                                                               (1)

где:  

        τ  - такт запуска детали.

      = средняя норма штучного времени по основным операциям    

       = 3,15 мин.

                                            (мин/ шт.)                                  (2)

        где:

        Fдет - действительный годовой фонд времени работы оборудования.

        Fдет = 3950ч.

                Nзап – годовая программа выпуска.

                                       (шт.)                                   (3)

где:

       β – технологические потери от брака β = 0.5%.

                                    

Тогда подставляя значения получим:            

          (мин/ шт.)

                                  (мин.)                         (4)   

     где:

             Тшт.i – норма штучного времени на I операции;    

              m – количество операций.

Тогда, коэффициент закрепления операций  будет равен:

                                                          

Так как , тип производства принимаем – серийное производство.

Определяем количество деталей в партии по формуле:

             ( шт.)                                          (5)

где:

      t = 3 – число дней, на которое необходимо иметь запас деталей для

                 бесперебойной  работы сборочного цеха:

      F – число рабочих дней в году. F = 252

Принимаем  n = 30 шт.

1.2.1 Размерный анализ детали.

Одной из главных задач размерного анализа технологии процессов является правильное и обоснованное определение промежуточных  и окончательных технологических размеров и допусков на  них для  обрабатываемой детали.

При разработке технологических процессов механической обработки деталей на настроенных станках в условиях серийного и массового производства на каждую операцию обычно составляют операционный эскиз. На этом эскизе технолог указывает условными знаками базирующие поверхности, а также поверхности с размерами и допусками, обрабатываемыми на данной  операции. Эти размеры могут быть промежуточными или окончательными. Все они получаются в результате выполнения данной операции, устанавливаются  технологом и называются технологическими размерами в отличие от конструкторских размеров, устанавливаемых конструктором при проектировании детали.

Окончательные технологические размеры могут совпадать или не совпадать с конструкторскими размерами, так как конструктор при простановке размеров на чертеже детали не всегда имеет возможность учитывать технологию ее изготовления и станки, на  которых она будет обрабатываться.

Технологический процесс обработки червяка на предварительно настроенных станках. На первой операции, исходная заготовка устанавливается в призматические тиски фрезерно-центровального станка и производятся подрезка торцевых поверхностей и снимается припуск. На следующей операции, производится чистовое подрезание торцов на токарно-винторезном станке.

Технологические размерные цепи могут быть выявлены, с помощью общей схемы линейных размеров и припусков, отражающей размерные связи поверхностей заготовки в направлении оси Z. В верхней части схемы.

На схеме размеров и припусков, располагающейся ниже эскиза  заготовки - детали, торцевые поверхности обозначены вертикальными линиями, между которыми проставляются соответствующие размеры. В процессе изготовления детали ряд поверхностей подвергается механической обработке: снимается припуск, которая отмечается размером S на линии поверхности. Новая поверхность условно наносится на линии продолжения исходной поверхности или, для наглядности, может быть несколько смещена в сторону снятия припуска. Номер новых поверхностей образуется увеличением на единицу номера исходной поверхности. Например, при первой подрезке торца 1 заготовки снимается, припуск Z1-2 и образуется новый торец, размером L2-9, и т.д.

Построение схемы размеров и припусков начинается с заготовки, где проставлены два технологических размера, определяющие общую длину заготовки и длину ступени наружной поверхности. Горизонтальные штриховые линии отделяют размеры и припуски на различных этапах обработки заготовки. Для наглядности технологические размеры направлены от настроечных баз к обрабатываемым поверхностям. Применительно к заготовке это направление принято условно.

На первой операции, исходная заготовка устанавливается в призматические тиски фрезерно-центровального станка и производятся подрезка торцевых поверхностей и снимается припуск. На следующей операции, производится чистовое подрезание торцов на токарно-винторезном станке.

В технологических размерных цепях замыкающим звеном может быть либо конструкторский размер, либо припуск, необходимый для выполнения данного технологического размера. Технологические же размеры, обеспечиваемые при механической обработке соответствующей настройкой станка, всегда являются составляющими. Поэтому часто замыкающие звенья одних цепей входят составляющими в другие цепи.

Если выделить эту размерную цепь и рассмотреть ее  вне схемы, то невозможно определить, который из размеров - замыкающее звено, лишь при анализе общей схемы выясняется, что к чему. Чтобы упростить задачу решения технологических размерных цепей и избежать ошибок, следует в качестве составляющих звеньев включать только технологические размеры, обеспечиваемые в процессе обработки.

Рис 1. Размерный граф технологического процесса.

Можно рекомендовать строить граф таким образом, чтобы расположение вершин, моделирующих поверхности заготовки - детали, соответствовало расположению их на общей схеме размеров и припусков

Построение начинают с исходного графа, включающего конструкторские размеры и припуски. На вертикальных разметочных линиях, соответствующих поверхностям детали и заготовки, наносят сверху вниз ряд вершин, которые обозначают последовательность обрабатываемых поверхностей, начиная с исходной заготовки. Вершины соединяются ребрами с зигзагообразным обозначением припусков. Граф размерных связей является неориентированным, т.е. ребра не имеют определенного направления.

В результате нанесения на граф ребер - припусков и ребер - конструкторских размеров - должен получиться так называемый граф-дерево. В этом графе все вершины связаны ребрами (граф связанный) и в нем отсутствуют замкнутые участки (циклы), т.е. из любой вершины можно по ребрам пройти к любой другой вершине единственным маршрутом. Количество размеров, связывающих N поверхностей, должно быть на единицу меньше (N-1).

Аналогично на тех же вершинах строится производный граф технологических размеров. Он также должен быть связным и без циклов. Отсутствие связности свидетельствует о том, что на картах эскизов и схеме размерных связей отсутствует соответствующий размер. Наоборот, наличие в графе циклов свидетельствует о лишних размерах, которые необходимо исключить. Технологические размеры на совмещенном графе нанесены тонкими сплошными линиями.

Технологические размерные цепи выявляются в такой последовательности:

  1.  выделяются две вершины, связанные исходным замыкающим

звеном исходного графа;отыскивается маршрут замыкания конца исходного эвена

(вершина с большей координацией) с его началом по ребрам производного графа;

  1.  составляется уравнение технологической размерной цепи сопределением знаков звеньев.

Для определения знаков звеньев всем ребрам как исходного, так и производного графе условно приписывается направление соответствующей оси координат детали. При составлении уравнения исходное звено заносится в левую его часть с положительным знаком. Остальные звенья располагается в правой части. Их знаки определяют при обходе выделенного контура (маршрута замыкания звена исходного графа) в направлении, противоположном исправлению исходного звена. Если направление составляющего звена (ребра производного графа) совпадает с направлением обхода, оно входит в уравнение размерной цепи с положительным знаком (увеличивающее звено), если не совпадает с отрицательным (уменьшающее звено).

Расчет технологических размерных цепей будем осуществлять в два этапа. На первом этапе определяем абсолютные значения допусков технологических размеров.

Ко второй группе размерных цепей относятся цепи с замыкающим звеном припуском. Обычно максимальная величина припуска не лимитируется, поэтому допуски размеров, входящих составляющими звеньями в эти уравнения, назначаем в произвольном порядке исходя из экономической точности метода обработки, обеспечивающего получение данного размера.

Расчет номинальных значений технологических размеров начинаем с размера, который совпадает с конструкторским (двухзвенная размерная цепь – т.е. первая размерная цепь). Все размеры определяем или рассчитываем в строгой последовательности, для того чтобы в уравнении не было более одного неизвестного.

После расчета очередной размерной цепи проверяем правильность назначения допусков на технологические размеры.

1.3.Анализ технологичности конструкции детали.

Анализ технологичности конструкции вал червячный  производим на основании изучения чертежа детали, технологических требований её работы в узле.

Анализируя технологичность конструкции вала червячного, можно отметить то, что имеется свободный доступ к обрабатываемым поверхностям режущим, измерительным и контрольным инструментом; обеспечивается свободный выход инструмента на всех операциях обработки; деталь имеет достаточное количество удобных базовых поверхностей для её установки и закреплении в приспособлении с соблюдением правила единства и постоянства баз при выполнении основных наиболее точных размеров; имеется возможность использовать инструмент одного типоразмера на большинстве операций технологического процесса. Конструкция детали обладает достаточной жёсткостью для её надёжного закрепления на станках и обработке на режимах резания, обеспечивающих высокую производительность. Все поверхности подлежащие механической обработке, имеют простую форму, что позволяет использовать широко распространённые виды режущего инструмента.. Кроме того конструкция детали такова, что имеется возможность одновременно обрабатывать по две поверхности за один установ на некоторых операциях (например, черновая токарная обработка, фрезерно-центровальная операция), что способствует сокращению вспомогательного времени и повышению производительности.

       Так как деталь относиться к типу вал, то необходимо при обработке выполнить ряд требований по обеспечению радиального биения, круглости, перпендикулярности тех или других поверхностей указанных на чертеже детали, что несколько снижает её технологичность.

Упрощение конструкции детали не целесообразно, так как деталь не сможет выполнять своё назначение в узле машины. Квалитеты точности, шероховатость поверхностей, допуски на форму и расположение поверхностей соответствует их назначению.

При механической обработке червячного вала особое внимание необходимо обратить на технические требования, определяющие точность обработки.

  1.  На поверхности 14 нужно обеспечить допуск радиального биения и круглости относительно оси вала.
  2.  Обеспечить допуски круглости и радиального биения на шейках валах для установки подшипников относительно оси червячного вала

Выполнение этих требований возможно при соблюдении технологического регламента изготовления детали на всех переходах обработки и при использовании точных и жёстких приспособлений, инструмента.

Рис. 2 Вал червячный - схематическое изображения.

    

  Сопоставляя полученные результаты на основании анализа и аналитического компьютерного расчёта (см. приложения 1) можно сделать вывод, что деталь технологична.


1.4 Технико-экономическое обоснование способа получения заготовки.

На основании анализа возможных методов получения заготовки выбираем два из них с учетом конструкции детали и типа производства.

Сравним два метода получения заготовки:

1. Заготовка из проката.

 2. Заготовка, полученная штамповкой.

1. Рассчитываем заготовку из проката.

Круг ГОСТ 2590-71 Ø90х320, масса 15,88 кг.

Стоимость заготовки из проката определяем по формуле[4]:

, руб.

где Q – масса заготовки, Q=0,338 кг;

      S – цена 1 кг материала заготовки, S=20 руб.;

      q – масса готовой детали, q=0,315 кг;

      Sотх – цена 1 т отходов, Sотх=350 руб.

, руб.

  1.  Рассчитываем штампованную заготовку:

Проектирование штампованной заготовки вала. Материал детали – 25Х13Н2-б-Т, масса -0,315 кг, годовая программа выпуска - 2500 шт. С учетом особенностей конструкции детали выбираем для изготовления заготовки штамповку в штампах. В связи с этим выбираем одну плоскости разъема штампа: по продольной оси детали. Массу поковки ориентировочно оцениваем в 0,866 кг.

В соответствии с ГОСТ 7505-89 устанавливаем характеристики поковки: класс точности - Т4, группа стали - Ml, степень сложности - С1, поверхность разъема штампа - П. По таблицам на обрабатываемые поверхности назначаем припуски с учетом массы и характеристик поковки, размеров и шероховатости детали после обработки.

Уклоны устанавливаем с учетом рекомендаций и таблиц: для наружных поверхностей формируемых матрицей – 3°.

В соответствии с рекомендациями таблиц и требованиями чертежа готовой детали устанавливаем радиусы закруглений 0,5-1 мм.

Определив номинальные размеры поковки, по таблице находим допуски на них. Расчетная масса штампованной заготовки 0,33 кг.

Стоимость заготовки полученной методом штамповки на ГКМ определяем по формуле:

, руб

где Сі – базовая стоимость 1 т заготовок, Сі=20000 руб;

     Q – масса заготовки, Q=0,325 кг;

     КТ, КМ, КС, КВ, КП – коэффициенты, зависящие от класса точности, группы сложности, массы, марки материала и объема производства заготовок. [1, с.34]

КТ=1; КМ=1,18; КС=0,77; КВ=1; КП=1

, руб.

Определим одну из самих основных характеристик выбора метода производства заготовок – коэффициент использования материала:

Мi =  ,

где q – масса готовой детали, кг; q = 0,315 кг;

      Qi – масса заготовки, кг;

Экономический эффект для сопоставления способов получения заготовок рассчитываем по формуле:

, руб.

Получение заготовки из проката будет экономически не выгодней с экономических соображений.

По результатам технико-экономического исследования, где сравнивалось – получение заготовок полученных из проката (метод 1) и заготовок полученных на горизонтально – ковочной машине (метод 2), было определено, что получение заготовок первым методом значительно проще но менее экономично.

Рассмотрев все преимущества и недостатки, я считаю, что более целесообразным будет выбрать заготовку, полученную из методом проката.


1.5 Проектирование технологического процесса механической обработки детали

1.5.1 Разработка маршрутно-технологического процесса обработки червяка

Маршруты обработки деталей машин проектируют на базе типовых технологических процессов путем их детализации для конкретных производственных условий. Исходными данными для проектирования служат конструкция детали ( ее конфигурация, размеры, разновидности ее поверхностей, резьбы, пазы, канавки и др.), технические условия приемки ( точность, шероховатость поверхностей, термическая обработка), программа выпуска, а также заданный вид заготовки ( ее точность, качество поверхностей и пр.

При разработке маршрута в мелко-серийном производстве придерживались следующих правил:

1.Технологические операции разрабатывают по принципу концентрации технологических переходов, т.е. как можно больше поверхностей обрабатывать с одного установа заготовки.

2.Отдавать предпочтение многопозиционным, многорезцовым станкам, станкам с ЧПУ.

3.Шире применять режущий инструмент со сменными многогранными пластинами (СМП). Для цельного инструмента (сверл и др.) рекомендуем быстрорежущую сталь Р6М5.

4.Станочные приспособления со сменными установочными элементами и механизированными зажимными устройствами.

5. Применять погрузочные роботы манипуляторы, или устройство автоматической подачи заготовок.

Рассмотрим типовой технологический маршрут обработки червяка

Заводской маршрут изготовления червяка

Рис.2 Схематическое изображение обрабатывающих поверхностей

Таблица1.5 Типовой маршрут обработки червяка

№ операции

Наименование

операции

Оборудование

(тип, модель)

Содержание операции

1

2

3

4

05

Заготовительная

(штамповка)

КГШП

Штамповать заготовку

010

Фрезерно-центровальная

Фрезерно-центровальный МР-71М

Фрезеровать торцы 1,2; сверлить центровочные отверстия 1,2;

015

Токарная

Токарно –винторезный

16К20

Точить поверхности 3-9

020

Токарная

черновая

Токарно –винторезный

16К20

Точить поверхности 10,2

Точить наичсто пов  3-7

025

Сверлильная

Радиально сверльлыный станок

2Р56

Сверлить пов 13

Нарезать резьбу на пов 13

Цековать пов 12

Цековать пов 11

035

Червячно-

фрезерная

Червячно-

фрезерный 5370 (КУ-28)

Нарезать червяк, получая поверхности 7

40

Закалка

Калить 37…42 HRC

45

Шлифовальная

предварительная

Круглошлифо-

вальный 3У131М

Шлифовать поверхности 8,10

50

Червячно-

шлифовальная

Червячношлифо-

вальный 5К881

Шлифовать поверхности 7

55

Шлифовальная

окончательная

Круглошлифо-

вальный 3У131М

Шлифовать поверхности 8,10

60

Внутришлифовальная

Внутришлифовальный 3У131М

Шлифовать поверхности 11

65

Моечная

70

Контрольная

Контролировать точность

Проектируемый маршрутный технологический процесс на изготовление  вала червячного.

Проектируемый маршрутный технологический процесс на изготовление детали червяка

 операции

Наименование и содержания операции

Применяемое оборудование

005

Заготовительная

  1.  Отрезать заготовкусогласно ескизу

-

010

Фрезерно-центровальная

  1.  Фрезеровать поверхность 1,2
  2.  Центровать на поверхности 1,2 отверстия ф6 согласно ГОСТ 1434-74

Фрезерно-центровальный станок модели МР-71М

015

Токарно-винторезная с ЧПУ

  1.  Точить начерно поверхности 3,4,5,6,7,8
  2.  Точить начисто пов  
  3.  Перехватить деталь в противошп.
  4.  Точить начерно поверхности 4,10
  5.  Точить начисто пов 10
  6.  Сверлить отв.13 наглубину  19 мм.
  7.   Рассверлить отв 12
  8.  Цековать отверстия 12 согласно ескизу
  9.  Цековать отв.11
  10.  Нарезать червяк согласно требований к чертежу и  ГОСТу  3675-81

Токарно-фрезерный обрабатывающий центр с ЧПУ Victor Vturn-X200

020

Термическая

  1.  Закалить деталь до HRC 30.
  2.  Испытания твёрдости  произвести на пов 3.

Печть термическая

025

Кругло-шлифовальная

  1.  Шлифовать поверхности 8,10 предварительно
  2.  Шлифовать поверхности 8,10 окончательно, выдерживая требования предъявленные к данным поверх.

Кругло-шлифовальный

станок

модели  3Б12

030

Червячно-шлифовальная

  1.  Шлифовать винтовые канавки вала червячного, выдерживая размеры согласно эскизу.

Червячно-шлифовальный станок модели 5К881

035

Внутри-шлифовальная

  1.  Шлифовать поверхность 11

Внутришлифовальный станок

модели  3К225А

040

Моечная

  1.  Промыть деталь и уложить в тару

-

045

Контрольная

  1.  Произвести замер основных размеров по пригодности деталей и выполнению предъявленных требований

-

Рис.2 Схематическое изображение обрабатывающих поверхностей

1.5.2 Обоснование последовательности операций технологического процесса

Последовательность операций технологического процесса, назначаем в зависимости от технических требований чертежа вала червячного. Устанавливаем какие поверхности являются ответственными, а какие второстепенными. Для данной детали ответственными поверхностями будут: 10,8,14.  Поэтому первые операции механической обработки вала червячного – чистовая обработка центровых отверстий 1,2 – основных технологических поверхностей детали. Назначаем операции по обработке вспомогательных поверхностей 3,4,5,6,7. используя основные технологические базы 1,2,  переходим к обработке оставшихся поверхностей. Зачистка заусенцев, снятие острых кромок  не входит в проектируемые операции.

Принявши ось червячного вала за технологическую базу, есть возможность равномерно распределить припуски на обработку ответственных поверхностей, что обуславливает более полное использование режущего инструмента, высокую производительность обработки за счёт применения оптимальных режимов резания, повышение точности обработки на финишных операциях


1.5.3 Обоснование выбора технологических баз

В машине, механизме, станке, детали соединяются между собой, обеспечивая передачу и преобразование движений. В процессе обработки заготовки (детали) закрепляются. Для ориентации заготовок во время обработки на станках, расположения готовых деталей в сборочных единицах (узлах) машин, измерения деталей служат поверхности, линии, точки и их совокупности, которые называются базами. Различают технологические и конструкторские базы. Технологические базы разделяются на установочные и измерительные.

Установочные базы - поверхности (а также линии и точки), служащие для установки заготовки на станке и ориентирующие ее относительно режущего инструмента

Измерительная база - поверхность (линия или точка), от которой производят отсчет размеров.

Конструкторская база - совокупность поверхностей, линий, точек, от которых заданы размеры и положение деталей при разработке конструкции.

Большое значение имеет правильность выбора технологической базы механической обработки вала червячного. В данном случае, выбираем чистовую технологическую базу поверхность 1,3  для чистовой обработки поверхности 1,2 , т.к. они служат чистовыми  установочными базами. Поверхности  1, 2,  используем как установочную базу для чистовой обработки поверхностей 3-14, применив её как основную технологическую базу. Ось, вала, является конструкторской базой, совпадает с технологической и измерительной базами, соблюдается принцип совмещения баз. При совмещении конструкторской и технологической баз, есть возможность равномерно распределить припуски на обработку ответственных поверхностей, обуславливает более полное использование режущего инструмента, высокую производительность обработки за счёт применения оптимальных режимов резания, повышение точности обработки на финишных операциях.

1.5.4 Обоснование метода обработки и оборудования

Учитывая тип производства, а так же метод получения заготовки, обрабатываемые поверхности производим на универсальном или на специализированном оборудовании. Чистовую обработку пов. 1 ведём на фрезерно центровальном станке. Обработку пов. 1-14 производим на Токарно фрезерном центре. Поверхности, влияющие на точность дальнейшей обработки или на работу вала в узле машины, назначаются на чистовые или финишные операции на универсальном или специализируемом оборудовании с применением приспособлений оборудованных пневмоприводом.

Модели станков и их основные технологические характеристики приведены ниже в таблицах.

Станок  Фрезерно-центровальный модели МР-71М.

Таблица1.2: Характеристика станка модели МР-71М

Параметры

МР-71М

Значения

Диаметр обрабатываемой заготовки, мм

25–125

Длина обрабатываемой заготовки, мм

200–500

Число скоростей шпинделя фрезы

6

Пределы чисел оборотов шпинделя фрезы в минуту.

125–712

Наибольший ход головки фрезы (стола), мм.

220

Пределы рабочих подач фрезы (бесступенчатое регулирование), мм/мин

20–400

Число скоростей сверлильного шпинделя

6

Пределы чисел оборотов сверлильного шпинделя в минуту

238–1125

Ход сверлильной головки, мм

75

Пределы рабочих подач сверлильной головки

(бесступенчатое регулирование), мм/мин

20–300

Продолжительность холостых ходов, мин.

0,3

Мощность электродвигателя, кВт:

фрезерной головки

сверлильной головки

7,5/10

2,2/3

Габариты станка:

Длина, мм

Ширина, мм

3140

1630

Категория ремонтной сложности

7

Токарно-фрезерный обрабатывающий центр с ЧПУ Victor Vturn-X200

Рис. 3  Токарно-фрезерный обрабатывающий центр Vturn-X200

Токарно-фрезерный обрабатывающий центр Vturn-X200 - одна из новейших разработок компании «VICTOR TAICHUNG» (Тайвань). Станок является, по сути, совершенно новым токарным обрабатывающим центром по сравнению с выпускаемой производителем линейкой токарных станков с ЧПУ. Vturn-X200 отличается, прежде всего, встроенным полноценным фрезерным шпинделем. Его мощность в 22 кВт и частота вращения 12000об/мин позволяют обрабатывать на станке крупные детали со сложной геометрией, требующие наравне с токарной большого объема фрезерной обработки (рис. 2, 3, 4). Также фрезерный шпиндель позволяет производить и токарную обработку при установке в него различных резцов

Рис. 4 Фрезерный шпиндель

Victor Vturn-X200 оснащен 2 шпинделями с прямыми приводами равными по своей мощности (15/22кВт) и частоте вращения (4200об/мин), что обеспечивает полноценную равную по техническим возможностям обработку обеих сторон детали. По заказу токарно-фрезерный станок может быть дооснащен дополнительной револьверной головкой на 9 инструментов, расположенной снизу .

Рис. 5 Victor Vturn-X200

Такая комплектация позволяет существенно расширить возможности токарного станка, в частности, параллельно обрабатывать на станке сразу 2 детали: первая обрабатывается в левом шпинделе посредством инструмента фрезерного шпинделя, вторая обрабатывается в правом шпинделе посредством инструмента в нижней револьверной головки.

Инструментальный магазин токарно-фрезерного станка Vturn-X200 рассчитан на 40 позиций (без учета нижней револьверной головки) и представляет собой устройство аналогичное цепному инструментальному магазину вертикальных обрабатывающих центров, со свободным выбором инструмента при смене. Замена инструмента происходит посредством руки-манипулятора.

Количество необходимых для управления осей потребовали установки на станок мощной системы ЧПУ, в роли которой выступает контроллер Fanuc 31i-A.  Мультицентр адресован предприятиям аэрокосмической и автомобильной промышленности, а также другим производственным компаниям, которые заинтересованы в повышении качества своих изделий и снижении временных затрат на их обработку. Стандартная комплектация токарно-фрезерного мультицентра Victor Vturn-X200:

  1.  Система ЧПУ Fanuc 31i-А, двойной 10,4" цветной графический дисплей, порт RS-232
  2.  Шпиндель с прямым приводом
  3.  Масляное охлаждение шпинделя
  4.  Конвейер для удаления стружки с тележкой
  5.  Дистанционный пульт управления
  6.  Кожух, полностью закрывающий рабочую зону станка
  7.  Маслосборник
  8.  Помпа высокого давления для подачи СОЖ (Grundfos)
  9.  Система обмыва защитного кожуха оси Z
  10.  Инструментальный магазин на 49 позиций
  11.  Трехступенчатый предупреждающий сигнал
  12.  Автоматическая система смазки
  13.  Лампа освещения рабочей зоны
  14.  3-х кулачковый 8” гидравлический патрон Kitagawa для главного и противошпинделя
  15.  Мягкие кулачки
  16.  Инструментальный ящик
  17.  Система подачи СОЖ
  18.  Инструкция по работе на станке
  19.  Система охлаждения электрического шкафа


Станок  Кругло-шлифовальный модели 3Б12

Таблица 1.10: Характеристика станка модели 3Б12.

Параметры

3Б12

Значения

Диаметр обрабатываемой заготовки, мм

200

Длина обрабатываемой заготовки, мм

500

Конус Морзе передней бабки

№3

Наибольшее поперечное перемещение шлифовальной бабки, мм.

300

поперечная подача шлифовальной бабки на 1 ход стола, мм.

0,1–0,5

Угол поворота стола, град.

Диаметр шлифовального круга:

300

Число оборотов шпинделя шлифовальной бабки, об/мин

2500

Скорость перемещения стола (бесступенчатое регулирование), мм/мин

0,1–6

Число скоростей поводкового патрона

Регулировка бесступенчатая

Пределы чисел оборотов поводкового патрона в минуту

78–800

Мощность электродвигателя, кВт:

7,5

Габариты станка:

3100 Х 2100


Станок  Червячно-шлифовальный модели 5К881

Таблица 1.10: Характеристика станка модели 5К881

Станок Внутришлифовальные особо высокой точности моделей 3К225А

Таблица 1.10: Характеристика станка модели 3К225А

1.6. Расчет припусков на механическую обработку

Припуском на обработку называется слой металла, подлежащий удалению с поверхности заготовки в процессе обработки для получения готовой детали. Размер припуска определяют разностью между размером заготовки и размером детали по рабочему чертежу; припуск задается на сторону.

Припуски подразделяют на общие, т. е. удаляемые в течение всего процесса обработки данной поверхности, и межоперационные, удаляемые при выполнении отдельных операций.

Общий припуск на обработку равен сумме межоперационных при пусков по всем технологическим операциям — от заготовки до размера.

Межоперационный припуск равен сумме припусков, отведённых на черновой, получистовой и чистовой проходы на данной операции.

Назначение припусков на механическую обработку представляет собой важную задачу, поскольку от их численных значений зависит эффективность технологического процесса и качество обрабатываемых поверхностей. В реальном проектировании надо стремиться к тому, чтобы назначенные припуски были минимально необходимыми и достаточными. Из первого условия следует, что припуски не должны быть чрезмерно большими, для того чтобы не удорожать обработку. По второму условию припуски должны гарантировать качественное изготовление деталей по всем параметрам точности и состоянию поверхностного слоя

В технологии машиностроения различают два подхода к назначению припусков на механическую обработку: опытно-статистический и расчётно-аналитический.

Расчетно-аналитический метод определения припусков на обработку (РАМОП), разработанный проф.. В.М.Кованом, базируется на анализе  факторов, влияющих на припуски предшествующего и выполняемого переходов технологического процесса обработки поверхности. РАМОП предусматривает расчет припусков по всем последовательно выполняемым технологическим переходам обработки данной поверхности детали, их суммирование для определения общего припуска на обработку поверхности и расчет промежуточных размеров, определяющих положение поверхности, и размеров заготовки. Расчетной величиной является минимальный припуск на обработку, достаточный для устранения на выполняемом переходе погрешностей обработки и дефектов поверхностного слоя. Промежуточные размеры, определяющие положение обрабатываемой поверхности, и размеры заготовки рассчитывают с использованием минимального припуска.

Применение РАМОП сокращает  в среднем  отход метала в стружку по сравнению с табличными значениями, создает единую систему определения припусков на обработку и размеров деталей по технологическим переходам и заготовок, способствует  повышению технологической культуры производства.

Расчет припусков производим на ступень вала 12h7

Маршрут обработки ступени:

- черновое точение;

- чистовое точение;

- шлифование.

Рассчитаем суммарное отклонение расположения поверхностей. Величину отклонения Δ для заготовки из сортового проката при обработке в центрах определяем по формуле [6, стр.178, ф.15]:

где Δк – общее отклонение оси от прямолинейности:

где ∆к – отклонение оси детали от прямолинейности, мкм на 1,5 мм [6, с.180, табл.4];

l – длина детали l=157 мм.

мкм

Δц – смещение оси заготовки в результате погрешности центрования:

где Т- допуск на диаметральный размер базы заготовки, использованной при центрировании:

мкм

мкм

Черновое точение

Величину остаточных пространственных отклонений Δост определяем по формуле:

где: КУ – коэффициент уточнения [6, с.190, табл. 29]

мкм

Чистовое точение

Определяем величину остаточных пространственных отклонений

мкм

Расчет  минимальных припусков на диаметральные размеры для каждого перехода производим по уравнению:

,

где: Rz i-1 – высота неровностей профиля на предшествующем переходе

[6, с.181, табл.5]

hi-1 – глубина дефектного поверхностного слоя на предшествующем переходе [6, с.181, табл.5]

ΔΣ i-1 – суммарные отклонения расположения поверхности

Черновое точение:

мкм,

Чистовое точение:

мкм,

Шлифование:

мкм,

Расчет наименьших расчетных размеров по технологическим переходам производим, складывая значения наименьших предельных размеров, соответствующих предшествующему технологическому переходу с величиной припуска на исполняемый переход.

11,112+0,2924=12,4044 мм

11,4044+1,5934=13,9978 мм

Расчет фактических максимальных и минимальных припусков по переходам производим, вычитая соответственно значения наибольших и наименьших предельных размеров, соответствующих выполняемому и предшествующему технологическим переходам:

Расчет общих припусков производим по уравнениям:

Наибольший припуск

Z0 max=∑Z max=0,142+0,49+2,85=3,482 мм;

Наименьший припуск

Z0 min = ∑Z min = 0,002+0,4+2=2,402 мм

Проверку правильности расчетов проводим по уравнению

Z0 max- Z0 min =TЗ-TД

где: T3 иT0 – соответственно допуск на заготовку и на деталь:

3,482-2,402=1,6-0,52

1,08=1,08

Результаты расчетов заносим в таблицу 1.12


Припуски на остальные поверхности выбираем таблично и заносим в таблицу 1.12

Таблица 1.12

Результаты расчета припуска

Маршрут обработки

35k6

Элементы припуска, мкм

Расчетный припуск 2zmin, мкм

Расчетный минимальный размер, мм

Допуск на изготовление Тd, мкм

Принятые размеры по переходам, мм

Полученные предельные припуски, мкм

Rz

h

ΔΣ

dmax

dmin

2zmax

2zmin

Заготовка

Точение:

Черновое

Чистовое

Шлифова-ние

160

63

25

5

250

60

30

10

386,7

23,202

1,16

0

-

1593,4

292,4

112,32

14,998

13,404

13,112

12,0

1600

250

160

16

16,5

12,65

12,16

12,018

15,9

12,4

12,23

12,00

-

3,35

0,49

0,18

-

2

0,4

0

Назначим припуски на остальные поверхности, используя ГОСТ 7505-89.

Таблица 1.8

Припуски на остальные поверхности

Размер, мм

Припуск, мм

Отклонение

табличный

расчетный

 15

 12 h7

 9h14

2

2,5

2,5

-

2,402

-

+1,7

-0,9

+1,7

-0,9

+1,9

-1,0


1.7 Расчёт режимов резания

Разнообразие и разноплановость металлорежущего оборудования – станков, инструмента и т. д. – на сегодняшний день довольно велико. Выбор широк, поскольку и производителей имеется тоже достаточно, причем одни специализируются на производстве промышленных станков, другие – инструмента, бытового и профессионального , третьи – режущих материалов. Некоторые производители выпускают и оборудование, и расходные материалы одновременно.

Однако эффективность обрабатывания металлов с помощью металлорежущего оборудования зависит не только от удачного выбора его модели, но и от знания правил самой обработки.

Сумма показателей, которые характеризуют условия процесса обработки металла, получила название режимов резания. Основными среди них являются:

– скорость резания,

– его глубина,

– подача.

Под скоростью резания понимают размер изменения положения относительно режущей кромки расходного материала обрабатываемой заготовки в направлении главного перемещения, происходящего за единицу времени. Знание предельно допустимой скорости движения режущего инструмента, а также диаметра заготовки дают возможность определить частоту вращения заготовки и шпинделя.

Глубина представляет собой толщину слоя металла, который снимается за один проход.

Подача – это величина изменения положения режущей кромки вдоль движения этой подачи, происходящей за единицу времени. Мерой ее измерения служит количество миллиметров подачи за 1 оборот инструмента (то есть 1 мм/об) либо за 1 минуту (то есть 1 мм/мин).

Произведем расчет режимов резания на 005 операцию фрезерно-центровальную.

010 Фрезерно-центровальная

1 фрезеровать торцы 1,2

По справочнику технолога машиностроителя назначим подачу

При В=35,

Выберем фрезу D=1.25*B=1.251.5)*35 = 50 мм.

Количество зубьев z=12  Вставные пластинки T15K6.

Период стойкости .

S=0.09 мм/зуб. Тогда S=0.09*12=1.08 мм/об.

Найдем скорость резания, учитывая Скорость резания – окружная скорость резания фрезы, м/мин

Значения коэффициентов и показателей степени выбираем, которые выбираем.

Сv=64.7; q=0.25; х=0,1; m=0.2; u=0.15; p=0

Общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактические условия резания.

где

Кmv – коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого матер. Кmv =1,25

Кг – коэффициент, характеризующий группу стали по обрабатываемости, Кг=1,0

Кпv – коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки, Киv=1,0

Скорость резания

Частота вращения шпинделя и фактическая скорость резания

об/мин.

Подбираем ближайшее минимальное значение по паспорту станка n=400 об/мин.

После чего уточняем :

Главная составляющая силы резания при фрезеровании - окружная сила, Н

где:

z- число зубьев фрезы;

n - частота вращения фрезы, об /мин.

Значения коэффиц. и пок. Степени ;

Кмр - поправочный коэффициента на качество обрабатываемого материала:

Величины остальных составляющих силы резания: горизонтальной (сила подачи) ; вертикальной ; радиальной ; осевой устанавливают из соотношения с главной составляющей

 

Составляющая, по которой рассчитывают оправку на изгиб

Крутящий момент на шпинделе.

Эффективная мощность резания.

Определяем коэффициент загрузки станка по мощности:

Определим необходимую мощность привода станка.

Сопоставим необходимую мощность привода  с мощностью электродвигателя станка, путём определения коэффициента его использования по мощности:

Основное технологическое время резания

мин.

где L=l+l1+l2=35+20+20=70 мм,

l=35 мм - длина резания l=20 мм – длина врезания

l=20 мм - длина перебега. і - количество проходов. I=1

  1.  Центровать отверстия

Сверло центровочное диаметром Ǿ 2 мм

Подача.

Выбираем подачу согласно справочнику технолога машиностроителя том 2 ;

Скорость резания.

Скорость резания, м/мин определяем по формуле:

Где значение коэффициента 9,8

Показатели степени: q=0,4; y=0,5; m=0,2;

Период стойкости сверла Т=15 мин;

Общий поправочный коэффициент  

; ; ;

Подставляем данные в формулу нахождения скорости резания:

Частота вращения инструмента, об/мин,

Принимаем ближайшее стандартное значение ;

Пересчитаем скорость резания по формуле:

Крутящий момент.

Крутящий момент, Н•м, рассчитываем по формуле:

Где согласно  значение коэффициента 0,034;

Показатели степени: q=2; y=0,8;

Глубина резания

Подставляем значения в формулу нахождения крутящего момента:

Осевая сила.

Осевую силу рассчитываем согласно формуле:

Где согласно значение коэффициента 68;

Показатели степени: q=1; y=0,7;

Подставляем значения в формулу нахождения осевой силы:

Мощность резания.

Для определения мощности резания используем формулу:

Находим мощность резания:

.

Находим основное время:

Общее время на операцию будет

Тобщ = Тосн фрез + Тосн свер=0,173+0,08=0,253

Аналогично проводим расчеты, для всех поверхностей, полученные данные занесем в таблицу.

Таблица 1.11 Расчет режимов резания

№ операции

Наименования

операции

Оборудование

(тип, модель)

Подача S, мм/об

Скорость

V м/мин.

Обороты

n, об/мин

Основное время

То

005

Заготови-тельная.

-

-

-

-

-

010

Фрезерно -центровальная

МР-71М

1,08

0,2

62,8

5,93

400

315

0,173

0,08

015

Токарно-винторезная

ЧПУ Victor Vturn-X200

0,2-0,8

15-25

300-500

8,15

020

Закалка

-

-

-

-

-

025

Червячно-

шлифовальная

5К881

пр 0,013

поп 0,005

28,53

315

3,32

030

Кругло-шлифовальная

3Б12

пр 0,013

поп 0,005

21,98

200

1,69

035

Кругло -шлифовальная

3К225А

пр 0,013

поп 0,005

15,6

250

0,23

040

Моечная

-

-

-

-

-

045

Контрольная

-

-

-

-

-


1.8. Техническое нормирование

Одной из составных частей техпроцесса является определение норм времени на выполнение заданной работы. Различают 3 метода нормирования:

расчёт по нормативам; расчёт по укрупнённым нормативам; установление норм на основе изучения затрат рабочего времени.

Поскольку тип производства – мелко серийное производство, то нормой времени будет штучно-калькуляционное время Тшт.к:

где: Тшт – штучное время;

      Тп.з – подготовительно-заключительное время;

       n – количество деталей в партии.

 где: То – основное технологическое (машинное) время;

        Твсп. – вспомогательное время;

        Тоб. – время обслуживания рабочего места;

        Тпер. – время перерывов.                 

Рассмотрим Операцию 010 – Фрезерно-центровальную

То – основное технологическое (машинное) время, затрачиваемое непосредственно на процесс изменения формы и размеров заготовки и получение поверхности требуемой шероховатости.

То = 0,253 мин.

Твсп – вспомогательное время, затрачиваемое на действия исполнителя, обеспечивающее выполнение основной работы.

Твсп = 0,6+1=1,6 мин.

Твсп.1 – время связанное с установкой в тиски , Твсп = 0,6 мин.

Твсп.2 - время, связанное с обработкой плоскости на проход.                

 Твсп =1 мин.

Тп.з – подготовительно-заключительное время, затрачиваемое работником на подготовку к выполнению заданной работы и действия, связанные с ее окончанием

Тп.з = 12+2=14 мин.

Тпз(т) – подготовительно-заключительное время связанное с

  закреплениям в тесках, Тпз=12 мин.

Тпз(ф) – время связанное с установкой фрезы. Тп.з =2 мин.

Топер – операционное время, на обработку детали на данной операции.

Топер=То+Твсп=0,253+1,6=1,853 мин.

Тоб.пер – время обслуживания и перерывов, затрачиваемое исполнителем на поддержание станка в работоспособном состоянии, а также на уход за ними и рабочим местом.

Тоб.пер.=6%·Топер.=0,06*1,853=0,11 мин

Тшт – штучное время на операцию – это норма времени на изготовление единицы продукции (изделия) или выполнения единицы работы (операции), установленная без подготовительно-заключительного времени (так как подготовительно-заключительное время устанавливается на отдельную серию изделий).

Тшт =Топер+Тоб+Тпер.=1,853+0,11=1,96 мин.

Штучно калькуляционное время – это полное штучное время на изготовление единицы изделия (с учетом затрат подготовительно-заключительного времени)

Тшт.к=14/25+1,96=2,52 мин.

Аналогично проводим расчёты времен для других операций и занесём данные в табл. 1.12


По выше изложенной методике производим расчёт нормированного времени и заносим в таблицу 8

Таблица №8

  №

Наименование

операции.

То

Тв

Тп.з.

Тпер.

Тотд.

Тшт.

005

Заготовительная

-

-

-

-

-

-

010

Фрезерная

0,253

1,6

12

0,15

0,23

1,96

015

Токарно-винто-резная

8,15

4,2

25

0,8

0,4

13,55

020

Термическая

 -

- 

- 

- 

- 

- 

025

Червячно-шлифовальная

3,32

1,23

16

0,62

0,32

5,49

030

Кругло-шлифовальная

1,69

0,8

8

0,5

0,3

3,29

035

Внутри-шлифовальная

0,23

1,12

8

0,63

0,48

2,46

040

Моечная

 -

- 

- 

-- 

- 

- 

045

Контрольная

 -

 -

 -

 -

 -

- 


2. КОНСТРУКЦИЯ И РАСЧЕТ ПРИСПОСОБЛЕНИЯ.

2.1 Описание конструкции приспособления

В качестве аналога проектируемого патрона для обработки отверстия в детали вал, принимаем универсальный токарный патрон. Данный трехкулачковый патрон можно использовать в диапазоне, регулируемом от d= 20 мм, до d = 260 мм. Кроме того, погрешность закрепления в трехкулачковом патроне равна нулю.

Проектируемый трехкулачковый патрон может устанавливаться как на универсальные токарные станки, так и на токарные станки с числовым программным управлением и использоваться с любым видом привода.

Конструктивно проектируемый патрон состоит из следующих основных частей: 11 - корпус; 2 - кулачок; 5 - сухарь; 15 - винт; 5 - сменный кулачок; 6, 7 - втулки; 8 - тяга;

Настройка на заданный диаметр осуществляется при помощи мягких кулачков за счет отжима винтов. Кулачки перемещаются по специальной резьбе до получения необходимого зажимного размера. Когда регулировка завершена, винты зажимаются.

Трехкулачковый патрон работает следующим образом. Рабочий устанавливает деталь на кулачки  и включает пневмопривод патрона. При подаче сжатого воздуха в штоковую полость пневмоцилиндра, шток  вместе с винтом штока, перемещаются в левую сторону. В результате перемещает рычаг, что в свою очередь перемещает кулачки и  происходит зажатие детали. Разжим осуществляется при подаче сжатого воздуха в заштоковую полость пневмоцилиндра.

Рис 3.1 Патрон трехкулачковый

2.2 Расчет коэффициента надежности закрепления детали

Так как в производственных условиях могут иметь место отступления от тех условий, применительно к которым рассчитывались по нормативам силы и моменты резания, возможное увеличение их следует учесть путем введения коэффициента надежности (запаса) закрепления К и умножения на него сил и моментов, входящих в составленные уравнения статики.

Значение коэффициента надежности К следует выбирать дифференцированно в зависимости от конкретных условий выполнения операции и способа закрепления заготовки. Его величину можно представить как произведение частных коэффициентов, каждый из которых отражает влияние определенного фактора:

          

К0 – гарантированный коэффициент запаса надежности закрепления, К0 = 1,5;

К1 – коэффициент, учитывающий увеличение силы резания из-за случайных неровностей на заготовках;

К1 = 1,0 – для чистовой обработки;

К2 – коэффициент, учитывающий увеличение силы резания вследствие затупления инструмента К2 – 1,25

К3 – коэффициент, учитывающий увеличение силы резания при прерывистом резании, К3 = 1,2;

К4 – учитывает непостоянство зажимного усилия; К4 = 1,0 – для пневматических и гидравлических зажимов;

К5 – учитывает степень удобства расположения рукояток в ручных зажимах;

К5 = 1,0 – при удобном расположении и малой длине рукоятки;

К6 – учитывает неопределенность из-за неровностей места контакта заготовки с опорными элементами, имеющими большую опорную поверхность (учитывается только при наличии крутящего момента, стремящегося повернуть заготовку);

К6 = 1,0 – для опорного элемента, имеющего ограниченную поверхность контакта с заготовкой;

Величина К может колебаться в пределах 1,5…8,0. Если К < 2,5, то при расчете надежности закрепления ее следует принять равной К = 2,5 (согласно ГОСТ 12.2.029-77).                 К = 1,25×1,0×1,2×1,0×1,0 = 1.5

Принимаем К = 2,5


2.3 Расчет потребных сил зажима

Величину необходимого зажимного усилия определяют на основе решения задачи статики, рассматривая равновесие заготовки под действием приложенных к ней сил. Для этого необходимо составить расчетную схему, то есть изобразить на схеме базирования заготовки все действующие на нее силы: силы и моменты резания, зажимные усилия, реакции опор и силы трения в местах контакта заготовки с опорными и зажимными элементами.

Рис. 2.2 Схема закрепления

Расчетное усилие зажима заготовки в трехкулачковом патроне определяется по формуле

 ,

где

К – коэффициент надежности закрепления заготовки;

М – момент, возникающий под действием силы резания, кГс.м;

f – коэффициент трения ;

Д – диаметр заготовки, М;

Р3 = 2×2,5×1280/3×0,85×45 = 397,6 кГс.

2.4 Расчет приспособления на точность

Погрешность, допустимая для данного приспособления и вызываемая! неточностью его изготовления:

где Т - допуск выполняемого размера, Т = 0,16;

εб, ε3, εус, εп, εи - соответственно погрешности: базирования, закрепления, установки приспособления на станке, положения детали из-за износа установочных элементов и от перекоса (смещения) инструмента;

ω - экономическая точность обработки;

КТ - коэффициент, учитывающий отклонение рассеяния значений составляющих величин от закона нормального распределения, Кт = 1,1, стр

кт1 - коэффициент, учитывающий уменьшение предельного значения погрешности базирования при работе на настроенных станках, кт1 = 0,8, стр 152;

кт2  -  коэффициент,  учитывающий  долю  погрешности  обработки  в суммарной   погрешности,   вызываемой   факторами,   не   зависящими   от, приспособления, кт2 = 0,7,

εб = 0,5·ТD,

где ТD - допуск на диаметр, ТD = 0,16 мм,

εб = 0,5·0,16=0,08 мм.

ε3 = 0,05 мм, табл. 76 ;

εус. = 0,05 мм, стр. 169 ;

εп = 0, стр. 173 ;

εи. = U, где U - износ установочных элементов.

U = Uо·к1·к2·кз·к4*N/Nо,

где U0 - средний износ установочных элементов, Uо = 0,07 мм

к1, к2, к3, к4 - соответственно коэффициенты, учитывающие влияние материала заготовки, оборудования, условий обработки и числа установок заготовки;

к1 = 0,97 к2 = 1,0 к3 = 0,94

к4= 1,8,  0 - базовое число установок, N0 = 2500;

N - число установок, N = 2500;

U = 0,07·0,97·1,0·0,94·2500/2500 = 0,063 мм;

εИ = 0,063 мм.

Таким образом, условие по точности выполняется.


3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА

3.1. Назначение торцово-дисковой фрезы и анализ технологических условий на ёе изготовление.

Торцово-дисковые фрезы предназначены для трёхстороннего фрезерования,  двустороннего фрезерования, расфрезеровываниея, фрезерования уступов, фрезерования пазов и отрезки, фрезерования радиусных пазов, , расточки с круговой интерполяцией. Имеют возможность обработки торцов с противоположной стороны.

Торцово-дисковые  фрезы позволяют применять широкий диапазон подач , хороший отвод стружки благодаря большому объему стружечных канавок., долговечный корпус фрезы с высокой точностью гнезд под пластины выдерживает значительные нагрузки. Широкий диапазон настройки ширины обработки.

Геометрия передней поверхности пластин, обеспечивающая надежность режущих кромок и марки твердых сплавов, специализированные для различных операций, позволяют увеличить удельный съем металла. Большой диапазон радиусов при вершине Круглые пластины для высокой надежности и увеличения объема снимаемого металла

Рис.1.1. Фреза торцово-дисковая  

3.2. Анализ технологичности конструкции инструмента.

При анализе технологичности конструкции фрезы необходимо попытаться найти возможность повышения производительности труда технологическими средствами. При этом обратим внимание на следующие:

- в детали имеются удобные поверхности для её установки в приспособление;

- соблюдаются правила единства и постоянства баз при выполнении основных наиболее точных размеров и технических требований;

- имеется свободный доступ до большинства обрабатываемых поверхностей режущим и измерительным инструментом;

- обеспечивается выход инструмента при обработке элементарных поверхностей;

- для обработки некоторых поверхностей будет необходим специальный инструмент;

- размеры обрабатываемых поверхностей уменьшить нельзя;

- невозможно изменить конструкцию детали для того, чтобы была возможность сделать обработку с одной установки всех поверхностей;

- твердость детали достаточна для надежности её закрепления на станке и обработки на режимах резания, обеспечивающих высокую производительность;

- возможна обработка нескольких деталей на одной установке.

Я считаю, что конструкция детали технологична, так как она удовлетворяет большинству требований.

3.3. Технико-экономическое обоснование метода получения заготовки.

На основании анализа возможных методов получения заготовки выбираем два из них с учетом типа производства:

  1. Заготовка, изготовленная методом ковки.

  2. Заготовка, изготовленная методом штамповки.

Выбранные методы получения заготовок оцениваем:

- по стоимости заготовки;

- по степени использования металла.

Стоимость заготовки из ковки определяю по формуле [6, стр. 33]:

                                                   

где Сi=3500 грн. – базовая стоимость 1т заготовок;

Кт=1 6, стр. 39  - коэффициент, зависящий от класса точности;

Км=1,18  6, стр. 39  - коэффициент, зависящий от марки материала;

Кс=0,87 6, стр. 40  - коэффициент, зависящий от группы сложности;

Кв=1 4, стр. 39  - коэффициент, зависящий от массы;

Кп=1 4, стр. 39  - коэффициент, зависящий от объема производства заготовок.

Q=0,75 – масса заготовки, кг;

q=0,552 - масса детали, кг;

S=350 грн. - стоимость 1т отходов.

, грн.

Стоимость заготовки из штамповки:

где Сi=3100 грн. – базовая стоимость 1т заготовок;

    Кт=1 4, стр. 39  - коэффициент, зависящий от класса точности;

    Км=1,18 4, стр. 40  - коэффициент, зависящий от массы;

    Кс=0,87 4, стр. 40  - коэффициент, зависящий от группы сложности;

    Кв=1 4, стр. 39  - коэффициент, зависящий от марки материала;

    Кп=1 4, стр. 39  - коэффициент, зависящий от объема производства заготовок.

        Q=0,72 – масса заготовки, кг;

q=0,552 - масса детали, кг;

                       

Годовую экономию по стоимости заготовок определяю по формуле         [7, стор.53]:

                           

Годовую экономию материала  определяю по формуле [8, стор. 53]:

                                                                               

где  = 0,7 – коэффициент использования метала при первом методе получения заготовки;

 = 0.78 – коэффициент использования метала при втором методе получения заготовки.

Из расчёта следует, что годовая экономия при использовании второго метода получения заготовки вместо первого больше на 150грн. и  учитывая тот факт, что при использовании метода получения заготовки  штамповкой  коэффициент использования метала выше, и стоимость менше , следовательно  нам выгоднее применить штамповку вместо ковки.


 

Рис.5.1. Торцово-дисковая  фреза

(обрабатываемые поверхности).


3.4. Основные формообразующие операции маршрутного технологического процесса изготовления детали.

Таблица 3.1.

Предлагаемый вариант технологического процесса

№ опер.

Наименование

операции

Базы

Наименование

оборудования

Модель станка

005

Слесарная

Очистить заготовку от окалины и грязи

Слесарный верстак

010

Фрезерно-центровальная

1.Фрезеровать торцы 10,12

2.Центровать два отверстия

Пов -1

Фрезерно-центровальный

п/а МР-71М

015

Токарная

1.Точить пов 1

Пов -10,12

Токарно-винторезный

1А616

020

Токарная

1.Точить пов 9, 11,13

Пов -1

Токарно-винторезный

1А616

025

Сверлильная

1.Сверлить  отв.6

2.Зенкеровать отв.6

3.Развернуть. отв.6

Пов -1, 12

Вертикально-сверлильный

2А125

030

Фрезерная

1.Фрезеровать пов.3,8, 4,7  начерно, начисто

Пов -6, 12

Вертикально-фрезерный

6Р12

035

Фрезерная

1.Фрезеровать пов. 2

Пов -6,12

Вертикально-фрезерный

6Р12

040

Долбёжная формировать пов. 7

Пов -2,9,10

Вертикально-фрезерный

6Р12

045

Протяжная

Протянуть шпочные пазы 5 почереди

Пов -2,10

Вертикально-сверлильный

2А125

045

Термическая

Закалка

3.5. Обоснование выбора технологических баз.

Черновую технологическую базу выбираем согласно следующих требований [4, стр. 54]:

в комплект черновых технологических баз включают поверхности, остающиеся после обработки детали в чёрном виде;

для детали, обрабатываемой кругом, за черновую технологическую базу принимают поверхность с наименьшим припуском;

в комплект черновых технологических баз включают поверхности, с которых при последующей обработке должен быть снят равномерный припуск.

Выбирая чистовые технологические базы, руководствуемся двумя следующими принципами [4, стр. 63]:

принципом совмещения баз;

принципом постоянства баз.

3.6. Обоснование маршрутного техпроцесса изготовления инструмента.

Последовательность операций технологического процесса спроектирована в соответствии со следующими рекомендациями

[6, стр.40]:

На первых операциях, количество которых обычно находится в пределах от 1 до 3, планируют обработку поверхностей, составляющих комплект чистовых баз. Поскольку у заготовки ещё нет обработанных поверхностей, то на этой стадии проектирования выбирают комплект черновых технологических баз.

Затем проектируют операции для черновой обработки детали, при этом рекомендуется предусматривать сначала обработку неответственных, а потом ответственных поверхностей.

На следующих операциях планируют чистовую, а при отсутствии термообработки, и отделочную обработку ответственных поверхностей.

Операции по обработке второстепенных поверхностей (отверстий под болты и резьбовых отверстий, лысок и т. д.) распределяют между основными или их выносят в конец перед термообработкой.

В маршрутном технологическом процессе указывают место и определяют основное содержание операций по термической обработке детали.

После термической обработки следуют операции, предназначенные для отделочной обработки ответственных поверхностей детали. При этом в первую очередь обрабатываются поверхности комплекта чистовых технологических баз. Другие отделочные операции проектируют с учётом точности обработки элементарных поверхностей. Сначала проектируют обработку поверхностей с меньшей точностью; наиболее ответственную и точную поверхность рекомендуется обрабатывать последней.

Разработку маршрутной технологии в указанной последовательности производят для подавляющего большинства деталей. Однако в некоторых случаях нецелесообразно, а иногда и невозможно придерживаться указанных соображений.

3.7. Определение припусков на механическую обработку.

Расчет припусков на обработку отверстия  25+0,023 мм ведем путем составления таблицы 8.1, в которую последовательно записываем технологический маршрут обработки поверхности и все значения элементов припуска.

Расчет припусков и предельных размеров по технологическим переходам на обработку отверстия  25+0,023 мм фрезы торцово-дисковой

Таблица 8.1.

Технологич.

переходы

обработки

поверхности

Элементы

припуска, мкм

2Zmin,

мкм

dр,

мм

Допуск Т, мкм

Предельный

размер,

мм

Предельные

значения

припусков,

мкм

Rz

Т

Е

dmin

dmax

2Zmin

2Zmax

Заготовка

150

250

720

0

3000

0

0

Сверление

40

60

43,2

100

2153

24,63

210

24,4

24,63

2150

4940

Зенкерование

30

40

28,8

45

246

24,856

62

24,798

24,86

25

398

Развёртывание

5

10

1,44

0

140

24,996

25

24,965

24,99

130

167

Шлифование

2,5

5

0,31

0

15

25,023

23

25

25,023

21

35

Суммарное значение Rz и Т, характеризующие качество поверхности заготовок составляет 400 мкм [18, стр. 175 ]. Для переходов обработки находим значения  Rz и Т.

Суммарное значение пространственных отклонений для заготовки данного типа определяем по формуле:

где

где Ку – величина уточнения

Остаточная величина пространственных отклонений:

после сверление

после зенкерование

после протягивания

после шлифования

Расчет минимальных значений припусков производим, пользуясь основной формулой:

где Rzi-1 – шероховатость поверхности, полученной на предшествующей операции;

      Тi-1 – величина дефектного слоя;

      I-1 – суммарное значение пространственных отклонений;

      Еуст.i – погрешность установки на выполняемую операцию.

Графа Расчетный размер заполняется, начиная с конечного размера, путем последовательного прибавления расчетного минимального припуска каждого технологического перехода.

Записав в соответствующей графе расчетной таблицы значения допусков на каждый технологический переход и заготовку, в графе Наименьший предельный размер определим их значения для каждого технологического перехода.

Рис.8.1. Схема графического расположения припусков и допусков

3.8. Расчет режимов резания.

Режимы резания определяются в следующей последовательности:

Глубина резания t назначается в зависимости от снимаемого припуска-  1мм.

Подача S=0.4 мм/об.

Скорость резания при продольном и поперечном наружном точении рассчитывают по эмпирической формуле:

                                                , м/мин                           

  где CV-коэффициент [9, стор. 269 табл. 17]; CV=350.

 m,x,y-показатели степени [9, стор.269 табл. 17];  m,x,y=0.2,0.15,0.35,

 T-период стойкости инструмента [9, стор. 268]; T=40мин.

  KV-коэффициент, определяемый по формуле [9, стор. 268]:

  

где  KVм - коэффициент, учитывающий влияние материала заготовки [9, стор. 261 табл. 1 – 4]; KVм=1.

 KVп - коэффициент, учитывающий состояние поверхности

[9, стор.263 табл. 5]; KVп=0.8

 KVи - коэффициент, учитывающий материал инструмента

[9, стор.264 табл. 6]. KVи=1. 

                                                        , м/мин  

Частота вращения шпинделя определяется по формуле:

 , об/мин     

где  d - диаметр обрабатываемой детали.

                                                   , об/мин

Принимаем по справочнику станка n=2500 об/мин.

Рассчитанная частота вращения шпинделя уточняется по паспорту станка и по принятой частоте вращения шпинделя уточняется скорость резания :

 , м/мин

                                                                  , м/мин

Силу резания Р раскладывают на составляющие силы резания: PX, PY и PZ, направленные по осям координат станка. При наружном продольном и поперечном точении эти составляющие определяются по формуле

[9, стор.271]:

 , Н

где  Cp - постоянная сил резания [9, стор. 273 табл. 22];  Cp=300.

 x,y,n  - показатели степени [9, стор. 273 табл. 22];  x,y,n =1,0.75,-0.15

 Kp - Поправочный коэффициент, определяемый по формуле

[9, стор.. 271];

  (7.7)

где Kмп - коэффициент, учитывающий влияние материала заготовки [9, стор. 264 табл. 9]; Kмп=1.

 Kp - поправочный коэффициент, учитывающий влияние главного угла в плане  [9, стор. 275 табл. 23]; Kp=1.

 Kp - поправочный коэффициент, учитывающий влияние переднего угла  [9, стор.. 275 табл. 23]; Kp=1.

 Kp - поправочный коэффициент, учитывающий влияние угла наклона главного лезвия  (9, стор. 275 табл. 23]; Kp=1.

 Krp - поправочный коэффициент, учитывающий влияние радиуса при вершине r [9, стор. 275 табл. 23]. Krp=0.93.

                                 

                       , Н

Мощность резания рассчитывают по формуле:

                         , кВт                                                                      

             , кВт         

Длина рабочего хода определяется по формуле:

 , мм

где   lo - длина обрабатываемой поверхности, мм;

   lвр - длина врезания и подхода инструмента, мм;

 lп  - длина перебега (выхода) инструмента, мм.

                , мм                                            

Основное технологическое время определяется по формуле:

 , мин

, мин

3.9. Расчет норм времени.

    

Штучное время обработки детали:

                                                                               

где То = Тоі – основное время на операцию, мин;

  Тв = мин. – вспомогательное время [20, стор.605, табл.12];

  Тобсл = мин. – время обслуживания рабочего места  [20, стор 605, табл.12];

  Тп = мин. – время на личные потребности.

  Штучно-калькуляционное время:

                                           

       где Тп.з. – подготовительно-заключительное время на партию, мин;

              n – размер партии деталей, запускаемых в производство.

                                                                                     

Результаты по техническому нормированию свожу в таблицу 3.2

                                                                                                                 

                           


 Результаты по техническому нормированию.

Таблица 3.2.

опер

Наименование

 операции

Тп.з

мин

 tо

мин

tуст

мин

tпер.

мин

tизм.

мин

tвсп

мин

tотд.

мин

tш.к.

мин

005

Слесарная

19

2,48

2,15

0,85

0,6

0,51

5%

3,98

010

Фрезерно-

Центр.

17

3,24

2,54

0,36

0,51

0,37

5%

4,13

015

Токарная

19

3,47

3,29

2,46

0,89

3,29

5%

7,3

020

Фрезерная

22

8,7

1,88

0,63

0,39

2,9

5%

12,5

025

Фрезерная

22

4,9

1,88

0,63

0,39

2,9

5%

8,4

030

Фрезерная

22

0,27

1,88

1,0

0,37

3,25

5%

3,8

035

Сверлильная

17

1,46

0,64

1,92

0,22

2,78

5%

4,59

040

Сверлильная

17

1,46

0.64

1,92

0,22

2,78

5%

4,59

045

Термическая

13

0,45

0,88

1,1

0,25

2,23

5%

2,95

050

Шлифовальн.

10

3,1

0,83

1,2

0,22

2,25

5%

5,89

055

Шлифовальн.

10

1,6

0,83

1,2

0,22

2,25

5%

4,24


3. ОРГАНИЗАЦИОННАЯ ЧАСТЬ

3.1 Правила расположения оборудования иорганизация производства на участе

Процесс изготовления продукции на предприятиях различного типа сопровождается перемещением большого количества разнообразных грузов: сырья, материалов, полуфабрикатов, топлива, готовой продукции, отходов. В течение производственного цикла все эти грузы подвергаются многочисленным перемещениям и погрузочно-разгрузочным операциям, многократно увеличивающим объем транспортных работ. На каждую технологическую операцию приходится несколько транспортных операций.

Это обусловливает большие затраты на транспортные работы, которые составляют 10–30% косвенных расходов в себестоимости продукции, а численность транспортников составляет около 12% общего числа рабочих.

Особенно важное значение для повышения производительности труда имеет рациональная планировка рабочего места, при которой устраняются потери времени на лишнее хождение, лишние движения, неудобное положение работающего, неудобное расположение материала, заготовки, инструмента и т.д.

На до иметь в виду, что чем рациональнее устроено рабочее место, тем меньше непроизводительные потери времени при работе. Правильная планировка рабочего места, надлежащая подготовка и своевременное обслуживание его являются главнейшими факторами повышения производительности труда.

При обработке детали партиями, а также при обработке деталей больших размеров необходимо предусматривать места для расположения этих деталей у станков.

Кроме того, необходимо предусмотреть места у станков для рабочего столика, на котором раскрывают необходимые для работы инструменты, чертежи и инструктационные карты; все это должно быть размещено в порядке и находиться под рукой во избежание лишней потери времени.

При разработке плана расположения станков следует координировать их положение относительно колонн.

Этим достигается возможность точного определения места каждого станка независимо от положения соседних станков. Расстояния от определенной колонны в двух направлениях фиксируют местоположение станка в цехе.

Расстояние а для средних станков 800 мм., для крупных – 900 мм. Расстояние б для средних станков – 800 мм., для крупных – 900 мм

Положение станка относительно выступающих конструкций здания

 

Рис. 3.1 Схема положения станка и колоны

При расстановке станков надо руководствоваться нормальными размерами промежутков (разрывов) между станками в продольном и поперечном направлениях и размерами расстояний от стен и колонн. Эти размеры должны гарантировать удобство выполнения работ на станках, безопасность рабочих, достаточную свободу движения людей и транспортных средств с грузом, возможность выполнения ремонта.

Разрывы между станками, а также между станками и сменными элементами зданий (колоннами, стенами и др.) регламентируются правилами охраны труда и существующими нормативами, которые учитывают и удобства эксплуатации станков

Соблюдение нормативных расстояний станков от колонн необходимо, чтобы избежать расположения станков на основаниях колонн, имеющих большие габаритные размеры, чем колонны, а также чтобы иметь возможность подавать детали на станки.

При планировке станочного оборудования следует соблюдать приведенные в таблице минимальны расстояния между оборудованием и элементами зданий, имея в виду, что:

а) к мелким отнесены станки, имеющие размеры до 1800800 мм., к средним станкам с габаритами до 40002000 мм.,

б) станки при габарите более 150006000 мм. относятся к особо тяжелым и уникальным станкам, для которых нормы разрывов устанавливаются применительно к конкретным случаям;

в) минимальные размеры расстояний указаны от крайних положений движущихся частей станков, а также от постоянных ограждений;

г) указанные расстояния между станками не учитывают площадки для хранения деталей у станков, а также устройства для транспортировки деталей между станками;

д) при разных размерах рядом стоящих станков расстояние между ними по фронту принимается наибольшее из рекомендуемых для этих станков;

Положение рабочего при многостаночном обслуживании

Рис. 3.2 Положения станков при одностаночном обслуживании

3.2 Определение необходимого количества станков и коэф. загрузки оборудования.

Количество оборудования, необходимого на участке, рассчитываем по трудоемкости операций. Расчетное количество станков определяется как соотношение штучно-калькуляционного времени на данной операции к такту выпуска:

Расчет такта выпуска произведен при определении типа производства.

Рассчитаем величину партии деталей:

(шт)

где a – периодичность запуска деталей в производство (а=5).

Фд – число рабочих дней в году (Фд=250)

шт.

Расчетное количество станков округляем до целого большего числа и получаем принятое количество станков Спр

Согласно вышеизложенной методике, рассчитаем количество станков на участке и коэффициент их загрузки для данного техпроцесса. В качестве исходных данных воспользуемся значениями штучно-калькуляционного времени на механические операции из таблицы      .

Определяем количество единиц оборудования по формуле

                                                                                           (3.1)

где   штучное или штучно-калькуляционное время выполнения

                     операции, мин;

              годовой объём выпуска деталей, шт.;

               действительный годовой фонд времени, ч (при двухсменном

                      режиме работы );

            нормативный коэффициент загрузки оборудования, равный 0,8.

Расчётный коэффициент загрузки оборудования по данной операции  определяем по формуле [2]

                                                                                                (3.2)

где   расчётное количество станков по данной операции;

          принятое количество станков по данной операции, полученное

                 округлением до ближайшего большего целого числа полученного

                 значения .

Коэффициент использования оборудования по основному (технологическому) времени  свидетельствует о доле машинного времени в общем времени работы станка:

                                                                                                 (3.3)

где tО — основное (машинное) время, мин.

Произведём расчёт для операции «010 Фрезено центровальная»:

; ; .

По аналогии рассчитаем показатели для всех остальных операций. Расчеты по определению необходимого количества оборудования и его загрузки сводим в таблицу 3.1 и строим график загрузки оборудования (рисунок 3.1) и график использования оборудования по основному времени (рисунок 3.3).


Таблица 3.1 –  Количество станков и коэффициент загрузки оборудования.

№ операции

Наименование операции

Модель станка

, шт

, шт

005

Заготовительная

-

-

-

-

010

Фрезерная

МР-71М

0,73

1

0.73

015

Токарно-винторезная

ЧПУ Victor Vturn-X200

3.45

4

0.8625

020

Термическая

-

-

-

-

025

Червячно-шлифовальная

5К881

1.56

2

0.78

030

Кругло-шлифовальная

3Б12

0.85

1

0.85

035

Внутри-шлифовальная

3К225А

0.62

1

0.62

040

Моечная

-

-

-

-

045

Контрольная

-

-

-

-

      = 7,21 =9 =0,76

Как видим из расчётов, средний коэффициент загрузки при обработке данной детали достигает норм серийного производства 0,75 – 0,85.

3.3. Расчёт производственных площадей 

Размер производственной площади, занятой оборудованием, определяем по формуле:

,

где:  S ст - площадь одного станка в плане по габаритным размерам, м2;

 - коэффициент, учитывающий дополнительные площади на проходы и проезды;

 Спр - принятое количество станков данного вида, шт.

Таблица 9.1

Определение расчётной площади участка

№ п/п

Наименование оборудования

Модель оборудования

К-во стан-ков

Габаритные размеры

Площадь станков в плане

Коэф. учит доп. площади

Расчётная площадь станка

Длина, м

Ширина,м.

Sст., м^2

γ

Sрст, м^2

005

Заготовительная

-

-

-

-

-

4

-

010

Фрезерная

МР-71М

1

2,3

2,1

4,8300

3

14,4900

015

Токарно-винторезная

ЧПУ Victor Vturn-X200

4

3,5

2,8

9,8000

3,5

137,2000

020

Термическая

-

-

-

-

-

3

-

025

Червячно-шлифовальная

5К881

2

2,6

1,86

4,8360

3

29,0160

030

Кругло-шлифовальная

3Б12

1

2,957

2,33

6,8898

3

20,6694

035

Внутри-шлифовальная

3К225А

1

2,85

1,89

5,3865

3

16,1595

040

Моечная

-

-

045

Контрольная

-

-

 

Итого

 

35

 

 

 

 

214.535

Принятая площадь должна быть кратна сетке колонн. В механообрабатывающих цехах рекомендуется применять сетки колонн 18 × 6; 24 × 6 или 18 × 12, 24 × 12, где 18 и 24 - ширина пролёта (м), а 6 и 12 - шаг колонн (м).

Расчётную длину пролёта проектируемого участка Lp можно определить по формуле:

где:  а - ширина пролёта.

Расчётное количество шагов колонны Н определяем по формуле:

где  С - шаг колонн.

Принимаем расчётное количество шагов колонны равным ближайшему целому числу. Фактическая площадь Sучфакт планируемого участка равна:

Колоны

Длина пролётов

Шаг колоны

Расчетное знач.

Площадь уч. расчёт

Площадь уч. фактич.

L, м

 

В,м

Lр., м

Н, м

Н, м

S уч.р., м

S уч.ф., м

18

х

6

12

2

1.98

214.33

216

Принимаем сетку 18x2.с двумя колонами.


4. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

4.1. Расчёт стоимости основных материалов

Потребность в основных материалах, идущих на изготовление деталей, определяют, исходя из чернового веса заготовки и стоимости металла за вычетом стоимости реализуемых отходов.

Расчёт выполняют в табл.5.1. учитывая, что стоимость основных материалов З'м определяют по формуле:

                                  

где: М - расходы основных материалов М на одно изделие определяют как:

             Nзап.=2525шт годовая программа запуска изделий в производство;

Стоимость потребных основных материалов М на одно изделие определяют как:

                                       

где: Сз - стоимость заготовки детали - представителя, руб.;

      Со - стоимость реализуемых отходов, руб..

   Стоимость заготовки Сз определяют по формуле:

                             

где: mз = 6.18 кг масса заготовки детали-представителя;

       Цм =20000 руб. стоимость 1т материала заготовки;

      Кт.з.=1,15. коэффициент, учитывающий транспортно-заготовительные расходы.   

Стоимость отходов Со определяют:

                                               

где: mо = 0,02 кг масса отходов;

      Цо = 2000 руб. цена 1т отходов.

Условный расход основных материалов по участку за год Зм определяют с помощью коэффициента соотношения трудоёмкости Ктруд по формуле:

 


Все расчеты выполняют в табл.5.1

Таблица 5.1.

Расчёт стоимости основных материалов

Показатели

Марка материала

Год. программа запуска, Nзап, шт.

Стоимость 1т., руб.

Расход материалов

Стоимостной расход, руб.

Стоимость,руб.

На 1 дет., кг.

На год. программу запуска, т.

Одной детали

Годовой программы запуска

Коэффициент трудоёмкости

Условная стоимость материалов

Основные материалы

25Х13Н2-б-Т

2025

20000

0,34

688,5

77,8

106515,000

28,1807

-

Реализованные отходы

14000

0,025

50,6

0,350

708,750

-

Чистый вес

-

0,315

637,9

77,5

105806,250

 

Условная стоимость основных материалов

-

-

-

-

-

-

-

-

637844,7819


4.2 Затраты на заводской и совершенствованный технологический процесс . Сравнение затрат по двум технологическим процессам.

Для принятия решения по приемлемости предлагаемого технологического процесса выполним расчёт экономической эффективности базового и проектируемого вариантов:

Заводской ТП

Проектируемый ТП

Операция

Переход

Станок

015

Токарная

Точить поверхности 3-9

16к20

020

Точить поверхности 10,2

Точить наичсто пов  3-7

16к20

025

Сверлильная

Сверлить пов 13

Нарезать резьбу Цековать пов 12

Цековать пов 11

2р56

030

Червячно-Фрезерная

Нарезать червяк, получая поверхности 7

5370

Стоимость 16к20

Сст = 240 000 руб.

Стоимость 5350

Сст = 450 000 руб.

Стоимость 2Р56

Сст = 150 000 руб.

То(015) =12,25 мин.

Тшт(015)= 21,55 мин.

Операция

Переход

Станок

015

Токарная

Точить поверхности 3-9

Точить поверхности 10,2

Точить наичсто пов  3-7

Сверлить пов 13

Нарезать резьбу на пов 13

Цековать пов 12

Цековать пов 11

Нарезать червяк, получая поверхности 7

16к20

Стоимость Victor Vturn-X200

Сст = 5 500 000 руб.

То(015) =8,15 мин.

Тшт(015)= 13,55 мин.


4.3 Экономическое обоснование предлагаемого технологического процесса.

В качестве одного из критериев для оценки вариантов механической обработки детали на каждой операции используются технологическая себестоимость, определяемая по формуле:

С = М+З+Сu+Cn+Ca+Ср.+Сэ+Ср

где: М – стоимость материала или заготовки;

З – заработная плата с начислениями рабочего, выполняющего

операцию;

Сu – затраты на эксплуатацию инструмента на выполняемой операции;

Cn – затраты по эксплуатации применяемого приспособления;

Са – амортизационные отчисления, отнесённые к операции;

Сэ – затраты на силовую энергию;

Ср – затраты на текущий ремонт оборудования, отнесённые к одной

операции.

Заработная плата производственного рабочего, выполняющего операцию, определяется по формуле [5, с.32]:

где: К – коэффициент, учитывающий расходы по соцстраху, дополнительную  

             заработную плату и премию;

Сз – часовая зарплата в зависимости от разряда рабочего по тарифной

       сетке, руб.;

t – время на операцию.

Затраты на эксплуатацию инструмента при выполнении операции определяется по формуле [5, с.32]:

где: - затраты на эксплуатацию инструмента за период его стойкости, коп

- основное технологическое время, мин;

- коэффициент, учитывающий изменения стойкости инструмента

        при много инструментальной обработки;

Т – стойкость инструмента, мин.

Затраты на эксплуатацию приспособления определяется по формуле [5, с.33]:

Cn = Snp t K1 K2

где: Snp –затраты на эксплуатацию приспособления в течении одной

         минуты, коп [5, с.107];

K1 – коэффициент, учитывающий срок службы приспособления [5, с.98];

K2 – коэффициент, учитывающий степень использования

приспособления [5, с.98].

Степень использования приспособления можно определить по формуле [5, с.33]:

где:  Fд – действительный годовой фонд времени работы приспособления.

Амортизационные отчисления определяются по формуле [5, с.34]:

где:  а – величина ежегодных отчислений, коп;

- коэффициент загрузки оборудования.

Величина ежегодных амортизационных отчислений определяется по  формуле:

а = 12,7Co

где  Со – стоимость оборудования, руб..

Затраты на силовую электроэнергию при выполнении операции определяют по формуле:

где: Nуст. – суммарная установочная мощность всех электродвигателей

            станка, кВт;

- коэффициенты использования установочной мощности

            соответственно по времени и величине;

- цена 1 кВт энергии, коп.

Затраты на текущий ремонт оборудования определяется по формуле [5, с.35]:

где: - затраты на текущий ремонт станка.

Удельные капитальные затраты определяются по формуле [5, с.36]:

где: U – коэффициент, учитывающий расходы на транспорт, монтаж и

запасные части для ремонта оборудования;

Сз – стоимость здания площадью 1 м2;

F – площадь одного станка по габаритам, м2;

- коэффициент, учитывающий дополнительную площадь на

проходы [5, с.36];

Sn – количество станков на одной операции, шт..

Приведённые затраты определяются по формуле [5, с.36]:

где: Ен – нормативный коэффициент эффективности капитальных затрат.

Годовая экономия от внедрения принятого варианта определяется по формуле [5, с.37]:

Исследование вариантов обработки

Таблица №5.1

п/п

Наименование

элемента

затрат

Обознач.

Затраты по
вариантам, коп

16к20

Victor Vturn-X200

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10.

Стоимость заготовки

Заработ. плата с начислениями

Затраты на эксплуат. инструм.

Затраты на эксплуат. приспос.

Амортизацион. отчисления

Затраты на силов. энергию

Затраты на текущий ремонт оборудования

Технологическая себестоимость

Капитальные затраты

Приведённые затраты

М

З

Си

Сп

Cq

Сэ

Ср

С

Ку

Пр

77,5

8,9

10,40

25,5

16,4

25,6

30,5

365,0

3540

802,5

77,5

8,4

8,50

12,5

10,2

7,16

23,2

302,4

2650

718,0

Годовая экономия от замены группы станков на токарный многорезцовый автомат Victor Vturn-X200 составит: 212500 руб..

5.ОХРАНА ТРУДА И БЕЗОПАСТНОСТЬ В ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЯХ

Охраной труда называют систему законодательных актов и соответствующих им социально-экономических, технических, гигиенических и организационных мероприятий, обеспечивающих безопасность, сохранение здоровья и работоспособности в процессе труда.

Полностью безопасных и безвредных производств не существует. Задача охраны труда – свести к минимальной вероятности поражения или заболевания работающего с одновременным обеспечением комфорта при максимальной производительности труда. Реальные производственные условия характеризуются, как правило, наличием некоторых опасных и вредных производственных факторов.

Опасным производственным фактором называется такой производственный фактор, воздействие которого на работающего в определенных условиях приводит к травме или другому, внезапному, резкому ухудшению здоровья.

Примерами производственных опасностей могут служить открытые токоведущие части оборудования, раскаленные тела, движущиеся детали машин и др. Производственные вредности возникают из-за неудовлетворительных санитарно-гигиенических условий на производстве: наличие неблагоприятного микроклимата, вредных примесей в воздухе, лучистого тепла, плохого освещения, вибраций, шума, ультразвука, ионизирующих излучений, электромагнитных полей.

Событие при котором воздействие на работающего опасного производственного фактора приводит к травме, тепловому удару, обморожению или ожогу, называется несчетным случаем. Воздействие на человека вредного производственного фактора может привести к профессиональному заболеванию или отравлению.

Вредным производственным фактором называется такой производственный фактор, воздействие которого на работающего в определенных условиях приводит к заболеванию или снижению работоспособности.

Охрана труда включает в себя производственную санитарию, технику безопасности, пожарную и взрывную безопасность, законодательство по охране труда.

Производственная санитария – это система организационных мероприятий и технических средств, предотвращающих или уменьшающих воздействие на работающих вредных производственных факторов. К производственной санитарии относятся: гигиена труда (область профилактической медицины, изучающая условия сохранения здоровья на производстве, и мероприятия, способствующие этому) и санитарная техника (мероприятия и устройства технического характера, относящиеся к производственной санитарии – системы и устройства вентиляции, отопления, кондиционирования воздуха, теплоснабжения, газоснабжения, водоснабжения, канализации, очистки и нейтрализации выбросов вредных веществ в атмосферу и водоемы, освещение, защиты человека от вибраций и шума, действия вредных излучений и полей, санитарные и бытовые сооружения и устройства, строительная теплотехника, строительная климатология и т.д.).

Улучшение условий труда, повышение его безопасности и безвредности имеет большое экономическое значение. Оно влияет на экономические результаты производства – на производительность труда, качество и себестоимость выпускаемой продукции.


5.1 Анализ условий труда

  Участок механосборочной обработки оправки   расположен в механическом цехе, по технологическому процессу обработки принимается технологическое оборудование, которое может создавать следующие опасные и вредные производственные факторы: наличие большого количества движущихся частей технологического оборудования, при которых возможны механические передвижения частей тела работающих. На участке используется оборудование большой массы, работающие от сети 220-380В, что создает возможность поражения людей электрическим током.

   Большое количество движущихся частей технологического оборудования создает сильные шумы, которые вредно воздействуют на организм человека, снижают производительность труда, способствуют увеличению числа ошибок при работе, возникновению травм.

    Неуравновешенные вращающиеся массы, удары деталей, коробки передач вызывают вибрацию, которая неблагоприятно воздействует на организм человека: Ухудшается самочувствие работающих и снижает продуктивность труда, так же может привести к тяжелому профессиональному заболеванию – виброболезни.

    Абразивная пыль, образующаяся в результате износа абразивного инструмента, оседая в легких работающих, оказывает отрицательное воздействие на весь организм. Избыточное число выделяемого тепла ведет к перегреву всего организма, в результате чего ухудшается самочувствие и снижается производительность труда.

    Одними из источников опасности в данном цехе является:

Токарно-винторезный станок модели Victor  200 при его работе возможны такие опасности как: порез сходящей стружкой или сколами падения деталей, возгорание смазочных материалов, поражение электрическим током при пробое на корпус фазы, повышенный уровень шума полуавтомата.

Фрезерно-центровальный станок при работе на этом станке возможно получение травм: порез сходящей стружкой или сколами падения деталей, возгорание смазочных жидкостей, поражение электрическим током,  повышенный уровень шума, удары движущимися частями суппорта, затягивание одежды, наматывание на шпиндель станка.

На участке также применяется транспортные средства несущие также опасность поражения рабочего: наезд электрокары, поражение электрическим током.

Выявление опасности выявляет необходимость проведения технических, технологических, организационных, противопожарных мероприятий для создания и обеспечения безопасных условий труда, а также     требует предусмотреть при проектировании участка механической обработки мероприятия по охране труда, устраняющие или значительно уменьшающие их опасное и вредное воздействие на работающих.     

 

5.2 Производственная  санитария и гигиена труда. Освещение производственного помещения.

  В механосборочном цеху применяются освещенный вид производственного освещения – комбинированное. Комбинированное освещение состоит из верхнего и бытового освещения. На участке выполняются работы высокой точности, наименьший размер объекта различения составляет 0,3-0,5 мм, разряд зрительных работ 3в.

   Согласно СН и П2 -4-79 наименьшая освещенность комбинированного освещения составляет 750 лк. Из них общая освещенность составляет 200 лк.


5.3 Оздоровление воздушной среды

Одним из условий безопасного и высокопроизводительного труда на машиностроительных предприятиях является соблюдение нормативных, с точки зрения физиологии человека, условий на рабочей зоне производственных помещений. Иногда относятся оптимальные метеоусловия в помещении, оптимальное освещение рабочих мест, меры по борьбе с запыленностью, загазованностью производственных помещений, защита от шума, вибраций, ультразвука, электромагнитных полей, статического электричества.

Оптимальные микроклиматические параметры – это такое сочетание параметров микроклимата, которое при длительном и систематическом воздействии на человека обеспечивает сохранение нормального функционального и теплового состояния организма, не вызывает значительного напряжения терморегуляционного аппарата работающего.

    Цех механической обработки деталей относится к производственным помещениям с незначительным выделением избытком тепла. Роботы производимые на участке относятся к работам средней тяжести, категории 2а с энергозатратами 151-200 ккал\г. Для работы проектируемом участке устанавливаем оптимальные и допустимые нормы метеоусловий по ГОСТ 12.1 005-88 СС. БТ

                                                                                                              Таблица 16

Оптимальные и допустимые нормы метеоусловий

Период года

На постоянных рабочих местах

Допуск. тем-ра воздуха вне рабочих мест

оптимальные

допускаемые

тем-ра воздуха t0 C

относ влаж

ность

%

движения воздуха MIC

t0в

О.В.В.

%

Vд.в.

м\с

Холодн Теплая

18-20

21-24

60-40  

60-40

0,2

0,2

17-23

18-27

75

65

0,3

0,2-0,4

15-24

17-29

  ПДК образованной пыли согласно ГОСТ 12.1 005-88 ССБТ электрокорунд составляет 6 мг\м3, щелочь 0,5 мг\м3 класс опасности 2.

  Требуемое состояние воздуха рабочей зоны может быть обеспечено выполнением определенных мероприятий, к основным из которых относятся[14, с. 281]:

  1.  Механизация и автоматизация производственных процессов, дистанционное управление ими.
  2.  Применение технологических процессов и оборудования, исключающих образование вредных веществ или попадание их в рабочую зону.
  3.  Защита от источников тепловых излучений (теплоизоляция).
  4.  Устройство вентиляции и отопления.
  5.  Применение средств индивидуальной защиты.
  6.  В холодное время года при входе в цех применяется воздушная тепловая завеса.[4, с. 421]

5.4 Защита от шума и вибрации.

 

  Допускаемые  уровни   звукового  давления  и  уровни  звука  на  постоянных   рабочих  местах  определяем  согласно  ГОСТ 12.1.003-83 ССБТ.

   Вибрация,  действующая   на  человека  в  соответствии   с ГОСТ  12.1 012-78  нормируется  для  каждого  октавной  полосе.  Существенное   ослабление  шума   достигается  качественным  монтажом  отдельных  узлов  машин,  их  динамической  балансировкой  и  современным  проведением  планово-предупредительных  ремонтов.

  Нарушение  правил  технической  эксплуатации,  может привести  к  тому,  что  малошумное  оборудование  станет  источником  интенсивного  шума.

   Технологическое  оборудование,  создающее  на  рабочих  местах  вибрацию,  превышающую  допустимую,   изолируется  путем  устройства  специальных  фундаментов.  Зубчатые  передачи  редукторов  находятся  в  звукоизолирующих  корпусах  и  работают  в  маслянистой  ванне.  На  технологическом  оборудовании  устанавливаются  звукоулавливающие  ограждения.

5.5 Техника  безопасности.

5.5.1Технические средства безопасности проектируемого участка.

 На  устанавливаемом  участке   технологического  оборудования,  заводом  изготовителем  уже  предусмотрены оградительные,  предохранительные   устройства,  обеспечивающие  безопасную  работу  на  этом  оборудовании.

 При  расстановке  оборудования   пользуются  нормальными  размерами  промежутков  между  станками  в  продольном  и  поперечном   направлении  и  размерами  расстояний  от  стен  до  колонн.  Эти  размеры   гарантируют  удобство  выполнения  работ  на  оборудовании,  безопасность  рабочих,  достаточную  свободу  движения  людей  и  транспортных   средств  с  грузом,  возможность  выполнения  ремонта.  Расстояние  между  металлорежущими   станками  0,7-1,3м.  При  использовании  электрокар  грузоподъемностью  до  1т  - ширина проезда  2,5м.

  Расстояние  между  станками  вдоль  линии  их  расположения  0,9м.  Расстояние  между  задней  стороной  станка  и  колонной  0,8м

  Расстояние  между  другими  станками  размещенными  в  затылок   при  поперечном  расположении    к  проезду   1,5м.

  Прокладка  силовой  сети   осуществлялась  при  монтаже    технологического    оборудования.   Силовая   сеть  проложена  в  бетонном  полу  цеха  и  имеет  выводы  на   распределительные   трансформаторы.


5.6 Электробезопасность.

Электричество широко применяется во всех отраслях промышленности, поэтому вопросам электробезопасности нужно уделять большое внимание.

Электробезопасность – система организационных и технических мероприятий и средств, обеспечивающих защиту людей от вредного и опасного воздействия электрического тока, электрической дуги, электромагнитного поля и статического электричества.

Проектируемое производственное помещение относится к особо важным опасным помещениям, так как оно характеризуется наличием токопроводящих полов и возможность одновременного прикосновения человека и имеющим соединение с землей металлоконструкциям здания, технологическим аппаратом с одной стороны, и их металлическим корпусам электрооборудования – с другой стороны.

Проходя через организм человека, электрический ток оказывает термическое, электростатическое, электролитическое и биологическое действие.

Термическое действие выражается в ожогах отдельных участков тела, нагрева кровеносных сосудов, нервов и других тканей. Электролитическое действие выражается в размножении крови и других органических жидкостей, что вызывает значительные нарушения их физиологических составов. Биологическое действие является особым специфическим процессом, свойственным лишь живой материи. Оно выявляется в раздражении и возбуждении живых тканей организма, что сопровождается непроизвольным судорожным сокращениям мышц, а также в нарушении внутренних биоэлектрических процессов, протекающих в нормально действующем организме и теснейшим образом связанных с его неизменными функциями. В результате могут возникнуть различные нарушения и даже полное прекращение деятельности органов дыхания и кровообращения.

Это многообразие действий электрического тока нередко приводит к различным электротравмам, которые условно можно свести к двум видам: местным электротравмам и общим электротравмам.

На проектируемом участке необходимо применить следующие меры защиты от поражения электрическим током:

  1.  обеспечение недоступности токоведущих частей, находящихся под напряжением;
  2.  защитного заземления;
  3.  применение специальных электрозащитных средств;
  4.  организация безопасной эксплуатации электроустановок.

5.7. Защитное заземление 

Защитное заземление – преднамеренное соединение с землей металлических частей оборудования, не находящихся под напряжением в обычных условиях, но которые могут оказаться под напряжением в результате нарушения изоляции электроустановки.

Назначение защитного заземления – устранение опасности поражения людей электрическим током при появлении напряжения на конструктивных частях электрооборудования, т.е. при «замыкании на корпус».

Заземляющим устройством называется совокупность заземлителя – металлических проводников, находящихся в непосредственном соприкосновении с землей, и заземляющих проводников, соединяющих заземляемые части электроустановки с заземлителем.

В качестве заземляющего устройства были выбраны стержневые заземлители размещенные в ряд.

Конструктивными элементами заземляющего устройства являются стальные прутки диаметром 12 мм и длиной 5 м.

Определяем сопротивление растеканию тока вертикального одиночного заземлителя по формуле [14, с. 204]:

                                      

где Sy – удельное сопротивление грунта, Ом м. Принимаем Sy = 100 Oмм, согласно

     [13, табл. 3], что вид грунта суглинок;

l – длина электрода, м. Принимаем l = 3 м, согласно по [13, табл. 3];

d – диаметр электропровода, м. Принимаем d=30 мм;

t – заглубление электрода, м.

Определим удельное сопротивление грунта по формуле:

                                                    

где  - коэффициент сезонности. Принимаем  = 1,3 согласно [13, табл. 5].

Тогда

                                           

Определим заглубление электрода по формуле:

                                                           

где h – расстояние от вершины электрода до поверхности земли, м. Принимаем h = 0,8 м

Тогда

                                                

Следовательно

       

Определяем количество вертикальных заземлителей в заземляющем устройстве (nв) по формуле:

                                                     

где Rзаз – наибольшее допустимое сопротивление заземляющего устройства Ом.

        Принимаем Rзаз = 10 Ом, согласно [13, табл. 6] ;

 -  коэффициент использования вертикальных заземлителей. Принимаем =0,67,   согласно [13, табл. 6].

Тогда

                                              

Принимаем число заземлителей nв = 6 шт., согласно [13, табл. 6]. Уточняем коэффициент использования вертикальных заземлителей =0,67 , согласно [13, табл. 6] и находим действительное значение nвд по формуле:

                                            

Определим сопротивление растеканию тока горизонтальных заземляющих соединительных проводников (Rz) по формуле:

                                                 

где S – удельное объемное сопротивление грунта;

 l1 – длина заземляющего проводника, м;

 d1– диаметр заземляющего проводника, м. Принимаем d1 = 20 мм , согласно

     [13, табл. 9];

t1 – длина заложенного заземляющего проводника, м. Принимаем t1 = 0,5 м.

Определяем длину заземляющего проводника по формуле:

где l – расстояние между заземлителями, м. Принимаем l=6 м, согласно [13, с. 10].

                                          

Тогда

                                

Определяем сопротивление группового заземлителя (Rгр) по формуле:

                                           

где - коэффициент использования горизонтального колосового электрода.

            Принимаем = 0,58, согласно [13, табл. 8].

Тогда

                       

 Сравниваем сопротивление группового заземлителя (Rгр) с наибольшим допустимым сопротивлением защищенных заземляющих устройств (Rзаз)

                                                            

                                                       

ROне должно превышать допустимой величины сопротивления защитного заземления (RЗАЗ).  Данное условие выполняется 3,795<4 Ом.

5.8. Пожарная безопасность

Предприятия машиностроительной промышленности нередко отличаются повышенной пожарной опасностью, так как их характеризует сложность производственных установок, значительное количество легковоспламеняемых и горючих жидкостей, сжиженных горючих газов, твердых сгораемых материалов, большое количество емкостей и аппаратов, в которых находятся пожароопасные продукты под давлением; разветвленная сеть трубопроводов с запорно-пусковой и регулирующей арматурой; большая оснащенность электроустановками.

Производство проектируемого участка по взрывной, взрывопожарной и пожарной опасности относится к категории «В», но с применением горючих материалов (масло, обтирочные материалы).

Все здания и сооружения в машиностроительной промышленности состоят из различных конструктационных материалов, относящихся к различным группам возгораемости. В связи с этим согласно СН они имеют различную степень огнестойкости: I, II, III, IV и V. С возрастанием группы увеличивается степень возгораемости конструкций и уменьшается степень огнестойкости. Производственные здания обычно имеют II степень огнестойкости.[4, с. 216]

Исследование причин возникновения пожаров в машиностроении показало, что чаще всего пожар происходит из-за нарушения технологического режима, неисправности или перегрузки оборудования, электросетей, неосторожного обращения с огнем. Для устранения указанных причин возникновения пожаров необходимо:

  1.  строго соблюдать параметры технологического процесса;
  2.  не допускать перегрузки оборудования;
  3.  следить, выявлять неисправности;
  4.  своевременно производить ремонт, чистку, смазку и наладку оборудования и механизмов;
  5.  тщательно убирать рабочие места.

В производственном помещении устанавливаются следующие средства пожаротушения: внутренний пожарный водопровод низкого давления с пожарными кранами, средства первичного пожаротушения.

На проектируемом участке должен находится один (ОП-20) и один углекислый (ОУ-5) огнетушители из расчета на 600-800 м2 площади. Также устанавливаются пожарные щиты с необходимым инвентарем.[6, с. 151]

При проектировании здании необходимо предусмотреть безопасную эвакуацию людей на случай возникновения пожара. При возникновении пожара люди должна покинуть здание в течении минимального времени, которое определяется кратчайшим расстоянием от места их нахождения до выхода наружу.

На путях эвакуации недопустимо устройство пандусов с крутизной подъема более 1/5 порогов, винтовых лестниц, разрезных площадок и других препятствий могущих вызвать падение людей.

В табл. 27 приведены регламентируемые СНиП максимальные расстояния от наиболее удаленного рабочего места до эвакуационного выхода.

Выходы считаются эвакуационными, если они ведут:

  1.  из помещений первого этажа наружу непосредственно или через коридор, вестибюль, лестничную клетку;
  2.  из помещений любого этажа, кроме первого, в коридор или проход, ведущий к лестничной клетке или непосредственно в лестничную клетку, имеющую самостоятельный выход наружу или через вестибюль;
  3.  из помещений в соседние помещения в том же этаже, обеспеченные выходами наружу и не содержащие производств категории А, Б и Е.

5.9 Организационные мероприятия.

   

Администрацией проводится вводный инструктаж при поступлении на роботу, мастером проводится инструктаж на рабочем месте. При переводе рабочего на другую работу проводится инструктаж на новом рабочем месте. Все рабочие и служащие через определенные промежутки времени проходят повторные инструктажи.

    Все вновь прибывшие проходят медкомиссию. Затем осуществляются повторные медосмотры. К работе на токарных, фрезерных, сверлильных станках допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие специальное обучение и получившие удостоверение, прошедшие проверку знаний и медицинский осмотр.

Работники, связанные с выполнением работ или обслуживанием объектов (установок, оборудования) повышенной опасности, а также объектов, подконтрольных органам государственного надзора, должны ежегодно проходить курсовое обучение и проверку знаний по безопасности труда.


Таблица 5.1.


ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В разработанном дипломном проекте были проведены следующие расчеты:

Определение массы заготовки, расчет припусков на механическую обработку, расчет режимов резания, расчеты норм времени, расчет количества оборудования и его загрузки, расчет приспособления на точность и усилия зажимного механизма, расчет контрольного приспособления на точность, расчет режущего инструмента, расчет производственных площадей.

Был спроектирован  участок обработки данной детали по усовершенствованному технологическому процессу: произведен расчет искуственного освещения на участке, приведены меры по охране труда и пожарной безопасности.

Произведены расчеты годового фонда оплаты труда основных производственных рабочих, вспомогательных рабочих, руководителей и специалистов;

- себестоимости и условной внутри заводской цены корпуса;

- технико-экономических показателей работы хозрасчетного участка по производству  корпуса гидравлического тормоза комбайна.  

Важным моментом является применение САПР при конструировании и расчетах, что означает о высоком уровне и качестве конструирования. В пояснительной записке описано какие детали были оптимизированы, чем обоснованы такие действия и к какому результату это привело.. Уменьшаются затраты на производство деталей наряду с экономией металла, повышается производительность, увеличивается прочность корпуса, В качестве примера оптимизации был выбран корпус с дальнейшим экономическим расчетом, который показывает существенную экономию средств. В дипломной работе специалиста было использовано ряд программ: CAD/CAM /CAE:


СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

       1.Справочник технолога-машиностроителя . В 2-х т. Под ред. А.Г.   Косиловой и Р.К.Мещерякова -4-е изд. ,перераб. И доп. – М.- Машиностроение ,1986 .496с.,ил.

        2.Общемашиностроительные нормативы времени изд. «Машиностроение»  Москва 1967. мелко серийное и единичное производство,  1 часть.

3.Егоров М.Е. и др. Технология машиностроения. Учебник для Вузов. М.: Высшая школа 1976.        

        4.Курсовое проектирование по технологии машиностроения .Минск ,высшая школа 1975.288 с. Горбацевич А.Ф.,

         5.Обще машиностроительные нормативы времени и технического нормирования работ на металлорежущих станках. Часть 1 и 2. М.: 1967.

      6. Егоров М.Е. Основы проектирования машиностр.заводов. Учебник машиностр. Вузов. М.; Высш.шк., 1969.

         7.Общемашиностроительные нормативы времени изд. «Машиностроение»  Москва 1967. мелко серийное и единичное производство,  1 часть.

        8.Станочные приспособления. Справочник Т1/Т2 под ред..Б.Н.Вардашкина – М.; Машиностр., 1984.

         9.Ансеров М.А. Приспособления для металлорежущих станков. М.: Машиностр., 1966.

       10.«Проектирование технологической оснастки» Учебное пособие  для студентов  специальности 7.090202/ Бергер .Е.Э. - Херсон, ХНТУ, 2005. -70с.

        11. Справочник по допускам и посадкам для рабочего-машиностроителя. м: Машиностроение , 1985.-320 с.,Белкин.И.М.

       12. Барановский Ю.В. Режимы резания металлов. Справочник : М., Машиностроение, 1972 .

       13. Методические указания к выполнению раздела “ Охрана труда ”/ Одесса,1979.

        14.Бухало С.М. "Организация, планирование и управление деятельностью промышленных предприятий". – Киев, 1989 г.

       15. Кузнецов И.Е, Щербаков А.Д, и др. “Охрана труда в текстильной промышленности ”.- Киев , 1985 г.

         16. Гамрат-Курек Л.И. Экономическое обоснование дипломных проектов: Учебн. пособие для машиностроит. спец. вузов. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. Шк., 1985. - 159с.

         17. Методические указания к выполнению курсовой работы по дисциплине «Организация производства»/ И.А. Семерникова, А.В. Коверга – Херсон, ХНТУ, 2006. – 84 с.

         18. Методичні рекомендації з формування собівартості продукції ( робіт, послуг ) в промисловості, затверджені наказом Держкомполітики України від 02.02.2001 р. № 47.

        19. Плоткін Я.Д., Янушкевич О.К. Організація і планування виробництва на машинобудівному підприємстві: Навч. видання.- Львів: Світ, 1996.-352с.

       20. Расчёты экономической эффективности новой техники: Справочник / Под общ.ред. Великанова К.М.- 2-е изд., перераб. и доп. - Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние,  1990. - 448с.

       21. Гамрат-Курек Л.И. Экономическое обоснование дипломных проектов: Учебн. пособие для машиностроит. спец. вузов. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. Шк., 1985. - 159с.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

43560. Расчет динамических и топливо экономических характеристик автомобиля УАЗ-469 716.5 KB
  Исходные данные курсовой работы Расчет динамических и топливо экономических характеристик автомобиля УАЗ469 Номер варианта 02 Марка автомобиля УАЗ469 Колесная формула 4Х4 Тип двигателя : четырехтактный карбюраторный Дорожные условия эксплуатации автомобиля коэффициент сопротивления качения fk = 006; угол подъема α=20 Технические характеристика автомобиля. № п п Наименование параметра Обозначение Единица измерения Значение параметров 1 Полный вес: на переднюю ось на заднюю ось G G1 G2 кН кН кН 2450 1020 1430 2...
43561. ТЕОРИЯ ТЕЛЕТРАФИКА 2.49 MB
  Постановка задачи Задание на курсовую работу Разработка обобщенной функциональной схемы ЦОВ Определение характеристик ЦОВ Разработка алгоритмов обработки вызовов поступающих на ЦОВ Разработка структурной схемы ЦОВ Разработка сценариев взаимодействия ЦОВ с сетями общего пользования 15 8 Список сокращений и обозначений Список литературы Введение Целью настоящей курсовой работы является получение знаний о принципах функционирования современных центров обслуживания...
43562. Программа аудита кадрового документооборота в МОУ «СОШ №1 города Жирновска» 473 KB
  Изучить понятие, содержание и принципы кадрового документооборота; описать структуру кадровой документации; рассмотреть организацию кадрового документооборота в организации; дать характеристику МОУ «СОШ №1 города Жирновска»; проанализировать кадровый состав МОУ «СОШ №1 города Жирновска»;
43563. РАЗРАБОТКА СБЫТОВОЙ СЕТИ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ТОРГОВОГО ПРЕДПРИЯТИЯ 229.23 KB
  Маркетинговое исследование потребителей продукции Рекомендации по организации сбытовой сети товаров народного потребления ЗАКЛЮЧЕНИЕ БИБЛИОГРАФИЯ ПРИЛОЖЕНИЕ Введение Отрасль производства товаров народного потребления является самой огромной по количеству представителей и по объему выпускаемых единиц товара. Целью исследования в данной дипломной работе является разработка рекомендаций по организации сбытовой сети...
43564. Экологическая безопасность при обработке конструкций кондиционеров завода «Кондиционер» 1.2 MB
  Цель и задача работы: проанализировать цех покраски деталей и технологию нанесения гальванических покрытий с точки зрения обеспечения экологической безопасности производства. В задачи проектного исследования входило совершенствование системы обезвреживания и очистки промывных вод гальванического производства и вод завесы окрасочной камеры.
43565. Анализ последствий управленческих решений на примере санатория «Черноморье» 3.64 MB
  Процесс принятия решения и его структура. Управленческие решения и их виды. Модель принятия управленческого решения менеджера. Исследование основных характеристик влияющих на процесс принятия управленческого решения.
43566. Разработка предложений по совершенствованию рынка труда в России в условиях кризиса 93.85 KB
  Актуальность темы курсовой работы усиливается и тем обстоятельством, что субъекты российского рынка труда еще только накапливают опыт функционирования в новых экономических условиях. Функционирование рынка труда сопряжено со множеством сложностей, столкновений интересов различных социальных групп.
43567. Внешнее измерение социальной политики Европейского Союза и проблема расширения 484.28 KB
  Этапы формирования социальной политики Европейского Союза 12 1. Этапы развития социальной политики Европейского Союза 17 1. Политика в области занятости образования и в социальной сфере 22 1. Особенности функционирования механизма социальной политики Европейского Союза на современном этапе.
43568. Проблемы правового регулирования и перспективы развития законодательства о наследовании 323 KB
  Независимо от социального развития общества, экономической или политической ситуации наследственные отношения были, есть, и будут актуальны, так как в любом государстве неизбежны две вещи: смерть и налоги. В связи с вступлением в силу третьей части Гражданского Кодекса Российской Федерации, вопросы наследования стали особо интересны.