Проектирование участка механического цеха для обработки детали "Корпус толкателя"

/

Введение

Процесс изготовления машин или механизмов состоит из комплекса работ, необходимых для производства заготовок, их обработки, сборки из готовых деталей составных частей и сборки из сборочных единиц и отдельных деталей готовых машин.

В пояснительной записке представлена поэтапная разработка технологического процесса механической обработки детали машиностроительного производства.

Тщательная подготовка этого этапа изготовления машин и механизмов особенно важна, поскольку только обработка резанием позволяет получить поверхности с заданными параметрами точности размеров и качества поверхности. Часто этот метод является единственным, что особенно важно на данный момент, т.к. большинство предприятий, перешли на серийное и мелкосерийное производство. Кроме того получение деталей таким способом экономично.

При разработке технологического процесса механической обработки детали работа велась по основным этапам обеспечения требуемой точности:

- Размерно-точностный анализ технологических процессов;

- Расчет суммарной погрешности обработки и ее составляющих: погрешности от упругих деформаций технологической системы, погрешности от размерного износа инструмента, погрешности от температурных деформаций, погрешности настройки технологической системы, погрешности, обусловленной

геометрической неточностью станка, погрешности от перераспределения

остаточных напряжений в заготовке.

- Погрешность установки и ее расчет. Определение погрешностей базирования, закрепления и приспособления.

Представленная информация была принята на основе знаний полученных в курсе изучения специальных и общетехнических дисциплин («Технология машиностроения», «Процессы формообразования и инструмент», «Технологическое оборудование», «Оборудование машиностроительного производства», «Технологическая оснастка», «Метрология, стандартизация и сертификация», «Инженерная графика», «Качество продукции», «Программирование для станков с АО» и т.д.), а также выбрана из специальной литературы по машиностроительной тематике. Кроме того, в ходе написания проекта применялись информационные технологии и технические средства: персональный компьютер, системы автоматизированного проектирования («КОМПАС 3D», «ADEM»), а также сеть Интернет.

На основе представленных расчётов был создан комплект технической документации и выполнены чертежи.

1.ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1.1 Описание конструкции и назначение детали

Деталь «Корпус толкателя» (рис. 1.1.) относится к группе корпусных деталей.

Корпусные детали - важнейшие составляющие любого технического устройства. В промышленных механизмах и установках корпусные детали входят в узлы передачи вращающего момента, ротационные узлы машин (турбин, насосов, электродвигателей), относятся к числу наиболее ответственных и технологически трудных для изготовления.

Габаритные размеры детали «Корпус толкателя»: 129?115?105 мм. Деталь состоит из фасонного основания 105?105?72 мм, цилиндрической ступенчатой бобышки высотой 57мм со ступенями 72мм длиной 47мм и O74мм, расположенной на торцевой поверхности основания, и фасонной бобышки, расположенной на боковой поверхности основания. Деталь имеет центральное сквозное гладкое ступенчатое отверстие со ступенями O67мм глубиной 38мм и O50мм. На торцевой поверхности ступенчатого отверстия имеется канавка под уплотнительное кольцо 2,5мм глубиной 4мм. Сквозной паз шириной 20мм выполнен на ступени O72 цилиндрической бобышки. Фасонная бобышка имеет центральное сквозное гладкое ступенчатое отверстие со ступенями O20мм глубиной 8мм и O16мм. На торце фасонного основания выполнены 4 сквозных гладких отверстия O14мм. 2 глухих резьбовых отверстия М3 глубиной 6мм выполнены на торцевой поверхности фасонной бобышки.

Рисунок 1.1. Корпус толкателя

1.2 Анализ технологичности детали

В результате анализа чертежа было определено, что чертеж содержит все необходимые сведения о точности размеров, качестве обрабатываемых поверхностей и точности взаимного расположения поверхностей, а именно - допуск перпендикулярности торцевой поверхности корпуса и базы Б - центрального отверстия 60мкм.

«Корпусная толкателя» изготавливается из стали для отливок 20ХМЛ литьём, поэтому конфигурация наружного контура и внутренних поверхностей не вызывает значительных трудностей при получении заготовки.

С точки зрения механической обработки деталь имеет следующие недостатки в отношении технологичности:

- деталь не предусматривает обработку поверхностей на проход, за исключением сквозных отверстий 50мм и 16мм;

- глухие резьбовые отверстия М3-7Н, проконтролировать глубину отверстий затруднительно, и имеются препятствия для выхода стружки.

Эти элементы определяются конструктивными соображениями, и изменить их затруднительно.

Базирование детали на некоторых операциях возможно лишь при помощи специальных приспособлений. Использование специальных приспособлений увеличивает стоимость и трудоёмкость изготовления детали, так как требуется их проектирование и изготовление.

Наиболее точными размерами являются:

- диаметр отверстия 67мм, выполненный по 9 квалитету точности с шероховатостью Ra 1,6;

- диаметр бобышки 72мм, выполненный по 9 квалитету точности с шероховатостью Ra 1,6.

В остальном деталь достаточно технологична:

- обрабатываемые плоскости расположены параллельно и перпендикулярно друг к другу;

- отверстия расположены под прямым углом к плоскости входа и выхода;

- жёсткость детали достаточно и не ограничивает режимы резания;

- имеются хорошие базовые поверхности для первоначальных операций. Точность размеров большей части наружных поверхностей корпуса обеспечивается в процессе литья, поэтому механической обработке эти поверхности не подвергаются.

При механической обработке детали имеется возможность применения принципа постоянства и совмещения установочных баз.

1.3 Характеристика материала

Для изготовления детали “Корпус толкателя” применяется сталь обыкновенная для отливок 20ХМЛ ТУ 24-1-12-182-75.

Химический состав стали 20ХМЛ ТУ 24-1-12-182-75 .

Таблица 1.3.1.

Механические свойства стали 20ХМЛ ТУ 24-1-12-182-75.

Таблица 1.3.2.

Физические свойства стали 20ХМЛ ТУ 24-1-12-182-75.

Таблица №1.3.3.

Технологические свойства стали 20ХМЛ ТУ 24-1-12-182-75.

С точки зрения свариваемости, сталь 20ХМЛ - ограниченно свариваемая. Необходим подогрев и последующая термообработка.

В нормализованном и отпущенном состоянии при твёрдости 135-180 (по НВ) и пределе прочности 460МПа коэффициент обрабатываемости резанием K?б. ст равен 0,85.

Сталь 20ХМЛ относится к группе сталей обыкновенных для отливок.

Область применения: фланцы, шестерни, втулки, зубчатые колёса, цилиндры и другие детали, работающие от -40 до +540 °С, детали паровых и газовых турбин, арматура и детали трубопровода, работающие при температурах до 500-540 °С.

Сталь 20ХМЛ - хромомолибденовая. Легирующие элементы в её составе повышают механические свойства: хром повышает твёрдость, а молибден увеличивает красностойкость, прочность, коррозионностойкость при высоких температурах.

1.4 Определение годовой программы выпуска

В машиностроении в зависимости от производственной программы и характера изготовляемой продукции различают три основных вида производства: единичное, серийное и массовое.

Исходя из массы детали 3,9 кг и учитывая заданный тип производства (среднесерийный) на изготовление детали “Корпус толкателя”, принимается годовая программа выпуска 10000 штук в год.

Таблица 1.4. Типы производств.

Среднесерийное производство характеризуется изготовлением деталей повторяющимися партиями (сериями).

В условиях среднесерийного производства представляется возможным расположить оборудование в последовательности технологического процесса для одной или нескольких деталей, требующих одинакового порядка обработки, со строгим соблюдением принципов взаимозаменяемости при обработке.

При небольшой трудоемкости обработки или недостаточно большой программе выпуска целесообразно обрабатывать заготовки партиями, с последовательным выполнением операций, т.е. после обработки всех заготовок партии на следующей операции. При этом время обработки на различных станках не согласовывается. Заготовки во время работы хранят у станков, а затем транспортируют целой партией.

1.5 Выбор и расчёт заготовки с экономическим обоснованием

Учитывая форму и размеры детали «Корпус толкателя», эксплуатационные условия работы, марку материала (сталь 20ХМЛ), а также тип производства среднесерийный возможно получение заготовки двумя способами -- литьё по выплавляемым моделям и кокильное литьё, так как деталь имеет сравнительно небольшие габаритные размеры и большое количество необрабатываемых фасонных поверхностей. При выборе вида заготовки учитываются не только эксплуатационные условия работы детали, ее размеры и форма, но и экономичность ее производства. Способ получения заготовки должен быть наиболее экономичным при заданном объеме выпуска деталей - 10000 штук. Выбор вида заготовки будет оказывать значительное влияние на характер технологического процесса, трудоемкость и экономичность ее обработки.

Предпочтение будет отдано заготовке, характеризующейся более экономичным использованием металла и меньшей стоимостью.

Рисунок 1.5.1. 3D модель детали.

Наиболее рациональными способами получения заготовки детали «Корпус толкателя» являются: литьё по выплавляемым моделям и кокильное литьё.

Способ №1 - литьё по выплавляемым моделям. ([19] стр. 23)

Литьем по выплавляемым моделям называется способ получения отливок в оболочковые формы, изготовляемые методом нанесения огнеупорного покрытия на легкоплавкие модели. Последние затем выплавляются, в результате чего в оболочковой форме образуются полости, соответствующие контурам будущей отливки.

Преимуществами литья по выплавляемым моделям являются:

· возможность получения сложных по форме отливок

· возможность получения тонкостенных отливок (от 0,5мм)

· высокая точность размеров по сравнению с другими способами литья

· поверхностью заготовки соответствует 4-6 классам чистоты

· отливки могут быть изготовлены из всех литейных сплавов

Способ №2 - кокильное литьё.

Кокильное литьё наиболее дешёвый способ из специальных. Многократное использование металлических форм позволяет получать отливки со стабильными точными размерами.

Преимущество литья в кокиль в том, сокращается расход формовочного и стержневого материала, обеспечивается высокая геометрическая точность и плотность металла за счет интенсивной кристаллизации отливки.

К недостаткам литья в кокиль относится:

· низкая стойкость кокиля при литье черных сплавов,

· образование отбела при литье чугуна,

· проблематичность при получении тонкостенных отливок.

Расчёт припусков и размеров заготовки.

Для расчета припусков применяется опытно-статистический метод в соответствии с ГОСТ 26645-85.

Способ №1. Литьё по выплавляемым моделям.

Расчеты размеров отливки

Для необрабатываемой поверхности детали.

Рисунок 1.5.2.

LОА - наименьший размер отливки;

LО - номинальный размер отливки;

LД - номинальный размер детали;

LОБ - наибольший размер отливки;

ТО- допуск отливки [21 таблица 1, стр. 4]

LО= LД ± 0,5 • ТО, мм (1.5.1.) ([21], стр. 3)

Точность отливки 7-8-9-4 ГОСТ 26645-85, где:

7- класс точности размеров;

8- класс точности масс;

9- степень коробления;

4- ряд припуска на механическую обработку.

Таблица 1.5.1. Размеры необрабатываемых поверхностей, в мм.

Для обрабатываемой поверхности детали.

Плоскости.

Рисунок 1.5.3.

LД - номинальный размер детали;

LОА - наименьший размер отливки;

LО - номинальный размер отливки;

LОБ - наибольший размер отливки;

ТО - допуск отливки [21 таблица 1, стр. 4];

Z - припуск на механическую обработку (средний) ([21] таблица 5, стр.8).

LО= (LД + Z) ± 0,5•ТО, мм (1.5.2.) ([21], стр.4)

Таблица 1.5.2. Размеры обрабатываемой плоскости, в мм.

Валы, отверстия.

Рисунок 1.5.4.

DД - номинальный размер детали;

DОА - наименьший размер отливки;

DО - номинальный размер отливки;

DОБ - наибольший размер отливки;

ТО - допуск отливки ([21] таблица 1, стр. 4);

Z - припуск на механическую обработку (средний) ([21] таблица 5, стр.8)

Отверстия (Охватывающие поверхности).

DО = (DД - 2•Z) ± 2•0,25•ТО=(DД - 2•Z) ± 0,5 ТО, мм (1.5.3.) ([21], стр.5)

Таблица 1.5.3. Размеры обрабатываемого отверстия, в мм.

Валы (Охватываемые поверхности).

DО = (DД + 2•Z) ± 2•0,25•ТО=(DД + 2•Z) ± 0,5 ТО, мм (1.5.4.) ([21], стр.5)

Таблица 1.5.4. Размеры обрабатываемых валов, в мм.

Способ №2. Литьё в кокиль.

Точность отливки 9-9-7-3 ГОСТ 26645-85, где:

9- класс точности размеров;

9- класс точности масс;

7- степень коробления;

3- ряд припуска на механическую обработку.

Таблица 1.5.5. Размеры необрабатываемых поверхностей, в мм.

Таблица 1.5.6. Размеры обрабатываемой плоскости, в мм.

Таблица 1.5.7. Размеры обрабатываемого отверстия, в мм.

Таблица 1.5.8. Размеры обрабатываемых валов, в мм.

Определение коэффициента использования материала.

Масса заготовки и детали определена с помощью системы автоматизированного проектирования Компас-3D V9, которая позволяет автоматически рассчитать электронной массу математической модели с точностью от 6 до 9 знака после запятой.

Способ №1. Размеры отливок, полученных литьем по выплавляемым моделям, максимально приближены к размерам готовой детали, вследствие чего сокращается объём механической обработки и снижается стоимость готового изделия.

(1.5.5.) ([11], стр.17)

где:

Ки.м. - коэффициент использования материала;

Mд = 3,91кг - масса детали;

Mз =4,99кг - масса заготовки;

Рисунок 1.5.5. 3D модель заготовки, литой по выплавляемым моделям

Способ №2.

,

где:

Ки.м. - коэффициент использования материала;

Mд =3,91кг - масса детали;

Mз =5,21кг - масса заготовки.

Рисунок 1.5.6. 3D модель заготовки, литой в кокиль.

Расчет стоимости заготовки, литой по выплавляемым моделям

(1.5.6.) ([5], стр.31)

где:

Ci - базовая стоимость 1 тонны заготовок, руб ;

Мз - масса заготовки, кг.;

Мд - масса готовой детали, кг.;

Sотх - цена 1т отходов, руб. ;

kт - коэффициент, зависящий от класса точности отливки;

kс - коэффициент, зависящий от группы сложности отливки;

kв - коэффициент, зависящий от массы отливки;

kм - коэффициент , зависящий от марки материала;

kп - коэффициент, зависящий группы серийности (объёма производства заготовок) ([5] стр. 33)

Mз= 4,9кг

Мд = 3,9кг

Ci = 160000 руб.

Sотх = 4000 руб. [24]

kт = 1

kс = 1

kв = 0,50

kм = 1,04

kп = 1,23

Расчет стоимости заготовки, литой в кокиль

(1.5.7.), ([5], стр.33)

где Ci - базовая стоимость 1 тонны заготовок, руб ;

Мз - масса заготовки, кг.;

Мд - масса готовой детали, кг.;

Sотх - цена 1т отходов, руб. ;

kт - коэффициент, зависящий от класса точности отливки

kс - коэффициент, зависящий от группы сложности отливки

kв - коэффициент, зависящий от массы отливки

kм - коэффициент , зависящий от марки материала

kп - коэффициент, зависящий группы серийности (объёма производства заготовок) ([5], стр.36)

Mз= 5,2кг

Мд = 3,9кг

Ci = 29000 руб.]

Sотх = 4000 руб. [24]

kт = 1

kс = 1

kв = 0,63

kм = 2,2

kп = 1

Несмотря на то, что стоимость заготовки, полученной методом литья по выплавляемым моделям, выше, чем стоимость заготовки, литой в кокиль, выбирается первый способ, поскольку он увеличивает коэффициент использования материала. При этом уменьшаются общие припуски на механическую обработку, а следовательно и межоперационные, что позволяет миновать черновую стадию обработки и таким образом значительно сократить материальные затраты на оснащение, электроэнергию, оплату труда рабочих.

1.6 Маршрут обработки

Таблица 1.6. Маршрут обработки.

1.6.1 Выбор оборудования с обоснованием

Учитывая тип производства (среднесерийный), годовую программу выпуска - 2000 шт., а так же габариты детали выбираю следующее оборудование.

Операция 015. Токарная.

Для подготовки технологических баз (подрезание торца и расточка отверстия) применяется токарный станок модели CU400.

Выбор данного станка обусловлен характером обработки, размерами рабочей поверхности, а так же его мощностью. Также выбор данного станка связан с его простотой и универсальностью.

Техническая характеристика станка CU400:

-Основные параметры станка:

- Наибольший диаметр обработки, мм:

- над станиной 440

- над суппортом 230

- Высота центров, мм 210

- Расстояние между центрами, мм 1500

- Ширина направляющих, мм 360

- Шпиндель:

- Диаметр отверстия шпинделя, мм 62

- Передняя бабка:

- Количество скоростей шпинделя 21

- Диапазон оборотов, об./мин 20-2000

- Мощность главного привода, кВт 7,5(11)

- Подачи:

- Количество подач 120

- Диапазон продольных подач, мм/об 0,039-12

- Диапазон поперечных подач, мм/об 0,018-6

- Шаг нарезаемой метрической резьбы, мм 0,5-120

- Ход салазок, мм:

- поперечных 250

- верхних 130

- Пиноль:

- Диаметр пиноли, мм 70

- Конус Морзе пиноли, № 5

- Ход пиноли, мм 220

- Масса станка, кг 2450

Операция 020. Токарная с ЧПУ.

Для чистового наружного продольного точения, расточки отверстий и подрезания торцов применяется токарный станок с ЧПУ модели SK50P .

Выбор данного станка обусловлен характером обработки, количеством обрабатывающих инструментов, размерами рабочей поверхности, а так же мощностью.

Применение станка с ЧПУ позволит уменьшить долю вспомогательного времени, которое застрачивается на приёмы, связанные с изменением режимов резания и сменой режущего инструмента, что сократит время на переналадку оборудования.

Технические характеристики станка SK50P: [26]

- Станочные данные:

- Наибольший диаметр обрабатываемой детали, мм:

- Над станиной 500

- Над суппортом 280

- Расстояние между центрами, мм 710/960/1460/1960

- Шпиндель:

- Частота вращения шпинделя, об/мин 21 - 1620

- Диаметр проходного отверстия шпинделя, мм 77

- Сечение державки резца, мм 25х25

- Перемещения:

- Перемещение по оси X, мм 275

- Перемещение по оси Z, мм 650/900/1400/1900

- Скорость перемещения по оси X, мм/мин 12000

- Скорость перемещения по оси Z, мм/мин 6000

- Задняя бабка:

- Внутренний конус Морзе пиноли задней бабки, № 5

- Ход пиноли, мм 150

- Поперечное перемещение пиноли, мм 15

- Общая потребляемая мощность, кВт 7,5

- Система ЧПУ FANUC Di mate

- Габаритные размеры, мм 1250x1370x1690

- Масса станка, кг 2100

Операция 025. Токарная.

Для чистовой расточки отверстия и выполнения канавки применяется токарный станок модели CU400.

Выбор данного станка обусловлен характером обработки, размерами рабочей поверхности, а так же его мощностью.

Операция 030. Сверлильная с ЧПУ.

Для глубокого сверления сквозных отверстий применяется вертикально-сверлильный станок с ЧПУ модели 2Р135Ф2-1.

Выбор данного станка обусловлен характером обработки, размерами рабочей поверхности, а так же его мощностью.

Станок вертикально-сверлильный с револьверной головкой, крестовым столом и позиционной системой числового программного управления предназначен для выполнения сверления, зенкерования, рассверливания, зенкования, цекования, развертывания, нарезания резьбы, легкого прямолинейного фрезерования.

Применение станка с ЧПУ позволит уменьшить долю вспомогательного времени, которое застрачивается на приёмы, связанные с изменением режимов резания и сменой режущего инструмента. Позволит производить обработку нескольких аналогичных деталей, на одном станке и этим сократит время на переналадку оборудования.

Технические характеристики станка 2Р135Ф2-1: [26]

- Класс точности станка по ГОСТ 8-82 Н

- Диаметр сверления, мм 35,00

- Рабочая поверхность стола, мм 400710600

- Пределы частот вращения шпинделя, об/мин

мin 36,00

мax 1600,00

- Вылет шпинделя, мм 450

- Конус Морзе отверстия шпинделя 4

- Число инструментов в револьверной головке 6

- Мощность двигателя главного движения, кВт 10,00

- Габариты станка , мм 180021702700

- Масса станка, кг 5390

- Модель УЧПУ, установленного на станке 2П32-3

Операция 040. Сверлильная с ЧПУ.

Применяется вертикально-сверлильный станок с ЧПУ 2Р135Ф2-1.

Выбор данного станка обусловлен типом производства, характером обработки, размерами рабочей поверхности, а так же его мощностью.

Операция 050. Фрезерная.

Для фрезерования сквозного паза применяется горизонтально-фрезерный станок модели НГФ-110-Ш4.

Выбор данного станка обусловлен характером обработки, размерами рабочей поверхности, а так же его мощностью.

Технические характеристики станка НГФ-110-Ш4: [26]

- Габариты стола, мм 400х100

- Перемещение стола, мм:

- продольное 250

- поперечное 85

- вертикальное 170

- Перемещение на одно деление лимба, мм:

- продольное 0,05

- поперечное 0,05

- вертикально 0,25

- Расстояние от оси шпинделя до стола, мм 30-200

- Конус шпинделя Морзе 3

- Наибольший диаметр фрезы, мм 30-110

- Частота вращения шпинделя, об/мин 125-1250

- Электродвигатель, кВт/В 0,75-1,1/380

- Габариты станка, мм 685 х 640 х 925

- Масса станка, кг 240

1.6.2 Определение технологических базовых поверхностей и выбор приспособлений

Технологическими базами называют поверхности, используемые для определения положения заготовки или изделия в процессе изготовления.

Базирующие поверхности определяют положение детали в приспособлении. Они должны обеспечить отсутствие недопустимых деформаций детали, а также простоту конструкции станочного приспособления с удобной установкой, креплением и снятием обрабатываемой детали

При выборе технологических установочных баз на различном технологическом оборудовании учитываются допускаемые отклонения от правильных геометрических форм и взаимного расположения поверхностей указанные на чертеже детали конструктором, а именно - допуск перпендикулярности торцевой поверхности корпуса и базы Б - центрального отверстия 60мкм.

Для выполнения требований чертежа соблюдаются основные принципы базирования - постоянства и совмещения конструкторских, технологических и измерительных баз:

- на первой операции за установочную технологическую базу принимается чёрная база, на последующих операциях - чистые базовые поверхности;

- на последующих операциях совмещаются установочные технологические базы с конструкторской базой и измерительной базой;

- при обработке детали на различном технологическом оборудовании по возможности в качестве установочных технологических баз применяются одни и те же базовые поверхности.

Выбор станочных приспособлений на каждую операцию будет зависеть от формы, габаритных размеров и технических требований, предъявляемых к обрабатываемой детали, типа производства - среднесерийное, модели станка и выбора базовых поверхностей.

Операция 015. Токарная. Токарный станок модели CU400.

Установ А.

Базовые поверхности: чёрная база - диаметр цилиндрической бобышки 75мм, упор в торцевую поверхность фасонного основания. Подготовка базовых поверхностей.

Используемое приспособление: трехкулачковый патрон с пневмозажимом ГОСТ 2675-80.

Операция 020. Токарная с ЧПУ. Токарный станок с ЧПУ модели SK50P.

Установ А.

Базовые поверхности: чистая база - отверстие O66Н12мм, упор в чистый торец фасонного основания. Использование чистой базы позволяет произвести обработку наружных поверхностей по 9 квалитету точности.

Используемое приспособление: трехкулачковый патрон с пневмозажимом ГОСТ 2675-80.

Операция 025. Токарная. Токарный станок модели CU400.

Установ А.

Базовые поверхности: чистая база - диаметр цилиндрической бобышки 72h9мм, упор в чистый торец основания.

Использование чистой базы позволяет произвести чистовое растачивание отверстия по 9 квалитету точности. Данное базирование обеспечивает допуск перпендикулярности торцевой поверхности корпуса и базы Б - центрального отверстия 60мкм. Соблюдается постоянство базовых поверхностей с поверхностями, используемыми в качестве базовых на операции 015 токарной.

Используемое приспособление: трехкулачковый патрон с пневмозажимом ГОСТ 2675-80, втулка разрезная.

Операция 030. Сверлильная с ЧПУ. Вертикально-сверлильный станок модели 2Р135Ф2-1.

Установ А.

Базовые поверхности: чистая база - диаметр цилиндрической бобышки 72h9мм, чистый торец цилиндрической бобышки, упор от проворота в боковую поверхность фасонной бобышки. Использование в качестве баз поверхностей, обработанных на предшествующей операции, позволяет выдержать требуемое расстояние между получаемыми отверстиями и центральным отверстием детали с заданной точностью.

Используемое приспособление: специальное приспособление.

Операция 040. Сверлильная с ЧПУ. Вертикально-сверлильный станок модели 2Р135Ф2-1.

Установ А.

Базовые поверхности: чистая база - отверстие O67Н9мм, отверстие O14Н14мм, торцевая поверхность основания корпуса. Соблюдается постоянство базовых поверхностей с поверхностями, используемыми в качестве базовых на операции 020 токарной.

Используемое приспособление: специальное приспособление.

Операция 050. Фрезерная. Горизонтально-фрезерный станок модели

НГФ-110-Ш4.

Установ А.

Базовые поверхности: чистая база - отверстие O67Н9мм, отверстие O14Н14мм, торцевая поверхность основания корпуса. Соблюдается постоянство базовых поверхностей с поверхностями, используемыми в качестве базовых на операции 020 токарной и 040 сверлильной.

Используемое приспособление: специальное приспособление.

1.6.3 Выбор режущего инструмента

Операция 015. Токарная. Токарный станок CU400.

Переход 01.

Резец проходной отогнутый (черновой) с механическим креплением твёрдосплавной ромбической пластины Т5К10 ГОСТ 29132-91.

Рисунок 1.6.3.1. Резец ГОСТ 29132-91 с пластиной по ГОСТ 19056-80.

Таблица 1.6.3.1.

Переход 02.

Резец токарный сборный расточной подрезной с механическим креплением твердосплавной пластины Т15К6 ГОСТ 20874-75 Тип 3 (черновой).

Рисунок 1.6.3.2. Резец 2145-0551 ГОСТ 20874-75 с пластиной по ГОСТ 19048-80.

Таблица 1.6.3.2.

Операция 020. Токарная с ЧПУ. Токарный станок SK50P.

Переход 01.

Резец подрезной (черновой) с механическим креплением твёрдосплавной пластины Т5К10 ГОСТ 20872-80.

Рисунок 1.6.3.3. Резец 2101-0637 ГОСТ 20872-80 с пластиной по ГОСТ 19048-80.

Таблица 1.6.3.3.

Переход 02.

Резец подрезной (чистовой) с механическим креплением твёрдосплавной пластины Т15К6 ГОСТ 20872-80 (чистовой) (r 0,8).

Переход 03.

Резец токарный сборный расточной подрезной с механическим креплением твердосплавной пластины Т5К10 ГОСТ 20874-75 Тип 3 (черновой).

Операция 025. Токарная. Токарный станок CU400.

Переход 01.

Резец токарный сборный расточной подрезной с механическим креплением твёрдосплавной ромбической пластины Т15К6 ГОСТ 20874-75 Тип 3 (чистовой) (r 0,8).

Переход 02.

Специальный режущий инструмент - резец канавочный ВК6.

Рисунок 1.6.3.4. Резец канавочный.

Таблица 1.6.3.4.

Переход 03.

Резец проходной отогнутый с пластиной из твёрдого сплава ВК8 ГОСТ 18877-73.

Рисунок 1.6.3.5. Резец 2102-0021 ГОСТ 18877-73.

Таблица 1.6.3.5.

Операция 030. Сверлильная с ЧПУ. Вертикально-сверлильный станок 2Р135Ф2-1.

Переход 01.

Сверло спиральное O14 Р10К5Ф5 ГОСТ 12121-77.

Рисунок 1.6.3.6. Сверло спиральное 2301-3439 ГОСТ 12121-77.

Таблица 1.6.3.6.

Операция 040. Сверлильная с ЧПУ. Вертикально-сверлильный станок 2Р135Ф2-1.

Переход01.

Зенкер O16, оснащённый твёрдым сплавом Т14К8 ГОСТ 3231-71.

Рисунок 1.6.3.7. Зенкер 2320-5672 ГОСТ 3231-71.

Таблица 1.6.3.7.

Переход02.

Специальный режущий инструмент - комбинированный зенкер-зенковка, оснащённый твёрдым сплавом Т14К8.

Рисунок 1.6.3.8. Зенкер-зенковка.

Переход03.

Специальный режущий инструмент - зенковка торцевая, оснащённый твёрдым сплавом Т14К8 ГОСТ 3231-71

Рисунок 1.6.3.9. Торцевая зенковка.

Переход 04.

Специальный режущий инструмент сверло-зенковка.

Рисунок 1.6.3.10. Сверло-зенковка.

Переход 05.

Метчик М3 Т5К10 ГОСТ 17927-72 черновой.

Рисунок 1.6.3.11. Метчик 2629-0005 ГОСТ 17927-72.

Таблица 1.6.3.8.

Переход 06. Метчик М3 Т30К4 ГОСТ 17927-72 чистовой.

Операция 050. Фрезерная. Фрезерный станок НГФ-110-Ш4.

Переход 01.

Фреза дисковая Т5К10 ГОСТ 5348-69.

Рисунок 1.6.3.12. Фреза дисковая 2247-0027 ГОСТ 5348-69.

Таблица 1.6.3.9.

1.6.4 Выбор мерительного инструмента

Выбор видов, методов и средств измерений ограничен требованиями обеспечения установленной точности.

Операция 015:

Контролируемые размеры:

130h12мм, O66H12мм, 38H14 - штангенциркуль ШЦ-I-135-0,1 ГОСТ 166-89.

Рисунок 1.6.4.1. Штангенциркуль.

Операция 020:

Контролируемые размеры:

O129h12мм; O50H14; O74h14; 47Н14 мм; 57Н14мм - штангенциркуль ШЦ-I-125-0,1 ГОСТ 166-89;

O72h9мм - калибр-скоба 72h9 ГОСТ 18360-93;

Рисунок 1.6.4.2. Калибр-скоба.

8х30? - шаблон для контроля фаски;

образцы шероховатости ГОСТ 9378-93.

Операция 025:

Контролируемые размеры:

38Н14мм; 4Н14мм - Штангенциркуль ШЦ-I-125-0,1 ГОСТ 166-89;

O 67Н9мм - калибр-пробка 67Н9 ГОСТ 14812-69, калибр-пробка 67Н9 ГОСТ 14813-69;

Рисунок 1.6.4.3. Калибр-пробка.

4Н14мм; 2,5Н14мм - шаблон для контроля канавки;

2х45? - шаблон для контроля фаски;

угломер для контроля перпендикулярности;

образцы шероховатости ГОСТ 9378-93.

Операция 030:

Контролируемые размеры:

O14Н14мм - штангенциркуль ШЦ-I-125-0,1 ГОСТ166-89;

76±0,1мм; 38±0,05мм - шаблон для контроля расположения отверстий.

Операция 040:

O16Н14мм; O20Н14мм; 7Н14мм; 8Н14мм - штангенциркуль ШЦ-I-125-0,1 ГОСТ166-89;

М3-7Н - калибр-пробка резьбовая М3-7Н ГОСТ 17756-72, калибр-пробка резьбовая М3-7Н ГОСТ 17757-72;

Рисунок 1.6.4.4. Калибр-пробка резьбовая.

2х45?, 1х45? - шаблоны для контроля фасок;

62,5±0,1; 60±0,1мм; 32±0,1мм; 16±0,05мм - шаблон для контроля расположения отверстий.

Операция 050:

20Н14мм; 47Н14мм - Штангенциркуль ШЦ-I-125-0,1 ГОСТ 166-89.

1.6.5 Выбор режимов резания на операции

Режимы резания - совокупность показателей, характеризующих условия протекания процесса резания. Обработку металлов резанием необходимо вести на таких режимах, при которых наиболее полно используется мощность станка и стойкость режущего инструмента, обеспечивается высокое качество обработки, наибольшая производительность и создаются безопасные условия работы.

Расчёт режимов резания произведён опытно-статистическим методом. Результаты расчётов приведены в таблице 1.6.5. Режимы резания.

Механическая обработка детали «Корпус толкателя» представлена следующими видами обработки:

- Точение и растачивание ( 015, 020, 025 Токарная);

- Осевая обработка:

- Сверление (030, 040 Сверлильная с ЧПУ);

- Нарезание резьбы метчиком (040 Сверлильная с ЧПУ);

- Зенкерование (040 Сверлильная с ЧПУ);

- Зенкование (040 Сверлильная с ЧПУ).

- Фрезерование (050 Фрезерная);

К основным элементам режима резания при точении и растачивании относятся:

t - глубина резания, мм;

Sо - подача на оборот, мм/об;

V - скорость главного движения резания, м/мин;

Pz - главная составляющая силы резания, Н;

n - частота вращения шпинделя, об/мин;

N - мощность резания, кВт.

Элементами режима резания при осевой обработке являются:

t - глубина резания, мм;

Sо - подача на оборот, мм/об;

V - скорость главного движения резания, м/мин;

Pт - осевая сила резания, Н;

n - частота вращения шпинделя, об/мин;

N - мощность резания, кВт;

МКРт, - крутящий момент, Н•м;

МРт, - момент разрушения, Н•м.

Элементами режима резания при фрезеровании являются:

t - глубина резания, мм;

B - ширина резания, мм;

Sz - подача на зуб, мм/зуб;

V - скорость главного движения резания, м/мин;

n - частота вращения шпинделя, об/мин;

N - мощность резания, кВт.

Точение и растачивание.

Операция 015. Токарная.

Установ А.

Переход 01.

Подрезать торец в размер 130h12мм;

Характер обработки - получистовой.

Переход 02.

Расточить отверстие O66Н12

Характер обработки - получистовой.

1. Глубина резания, t.

01. t = 1 мм ([17] стр. 37, карта 3, лист 1);

02. t = 1 мм.

2. Подача, So.

01. SoT = 0,49 мм/об - табличная подача ([17] стр. 38, карта 3, лист 1)

Корректируется по формуле:

So= SoT ·Ksи ·Ksp ·Ksд ·Ksh ·KsM ·Ky ·Ksn ·KsJ ·Ks?, мм/об (1.6.5.1.) ([17] стр.18),

где:

Ksи =1,15 - коэффициент, зависимый от инструментального материала ([17] стр. 38, карта 3, лист 1)

Ksp =1,1 - коэффициент, зависимый от способа крепления пластины ([17] стр. 303, приложение 7)

Ksд =0,8 - коэффициент, зависимый от сечения державки резца ([17] стр. 42, карта 5, лист 1)

Ksh =1 - коэффициент, зависимый от прочности режущей части ([10] стр. 42, карта 5, лист 1)

KsM =0,9 - коэффициент, зависимый механических свойств обрабатываемого материала ([10] стр. 43, карта 5, лист 2)

Ksy =1,2 - коэффициент, зависимый от схемы установки заготовки([10] стр. 43, карта 5, лист 2)

Ksn =0,85 - коэффициент, зависимый от состояния поверхности заготовки ([10] стр. 44, карта 5, лист 3)

KsJ =0,7 - коэффициент, зависимый от жесткости станка ([17] стр. 45, карта 5, лист 4)

Ks? =1,4 - коэффициент, зависимый от геометрических параметров резца ([17] стр. 44, карта 5, лист 3)

So = 0,49·1,15·1,1·0,5·1,0·0,9·1,2·0,85·0,7·1,4 = 0,45мм/об .

02. SoT = 0,37 мм/об - табличная подача ([17] стр. 38, карта 3, лист 1)

Корректируется по формуле:

So= SoT · KsM ·Ksn ·Ksl ·Ks?·KsD·Ksp·Ksи мм/об (1.6.5.2.) ([17] стр.18),

где:

KsM =0,9 - коэффициент, зависимый механических свойств обрабатываемого материала ([17] стр. 43, карта 5, лист 2)

Ksn =0,85 - коэффициент, зависимый от состояния поверхности заготовки ([10] стр. 44, карта 5, лист 3)

Ksl =1,15 - коэффициент, зависимый от вылета резца ([17] стр. 42, карта 5, лист 1)

Ks? =0,85 - коэффициент, зависимый от геометрических параметров резца ([17] стр. 44, карта 5, лист 3)

KsD =0,8 - коэффициент, зависимый от диаметра детали ([17] стр. 43, карта 5, лист 2)

Ksp =0,85 - коэффициент, зависимый от способа крепления пластины ([17] стр. 303, приложение 7)

Ksи =1,15 - коэффициент, зависимый от инструментального материала ([17] стр. 38, карта 3, лист 1)

So = 0,37·0,9·0,85·1,15·0,85·0,8·0,85·1,15= 0,29 мм/об.

3. Скорость резания, V.

01. Vт =146 м/мин - табличная скорость ([17] стр. 73, карта 21, лис 1);

02. Vт =171 м/мин.

Корректируется по формуле:

V = Vт · Kvи ·Kvc ·Kvо ·Kvj ·KvM ·Kvf ·Kvт ·Kvж, м/мин (1.6.5.3.) ([17] стр. 22),

где:

Kvи =0,85; 1,1 - коэффициент, зависимый от инструментального материала([17] стр. 73, карта 21, лист 1)

Kvc =0,9; 0,9 - коэффициент, зависимый от группы обрабатываемости материала ([17] стр. 82, карта 23, лист 1)

Kvо =1; 1 - коэффициент, зависимый от вида обработки ([17] стр. 82, карта 23, лист 1)

Kvj =0,7; 0,7 - коэффициент, зависимый от жесткости станка ([17] стр. 83, карта 23, лист 2)

Kvм =0,8; 0,8 - коэффициент, зависимый от механических свойств обрабатываемого материала ([17] стр. 83, карта 23, лист 2)

Kv? =1,4; 1,15 - коэффициент, зависимый от геометрических параметров резца ([17] стр. 84, карта 23, лист 3)

Kvт =1; 1 - коэффициент, зависимый от периода стойкости режущей части резца ([17]стр. 84, карта 23, лист 3)

Kvж =1; 1 - коэффициент, зависимый от наличия охлаждения ([17] стр. 84, карта 23, лист 3)

01. Vф =146·0,85·0,9·1,0·0,7·0,8·1,4·1·1 = 88 м/мин

02. Vф =171·1,1·0,9·1,0·0,7·0,8·1,15·1·1 = 105 м/мин

4. Частота вращения шпинделя, n.

Определяется по формуле:

, об/мин (1.6.5.4.) ([4] стр.280),

где:

V - скорректированная скорость резания, м/мин;

D - диаметр обрабатываемой поверхности заготовки, мм;

= 3,14 - математическая константа.

01.

V = 88 м/мин;

D = 136,5 мм;

об/мин .

02.

V = 105 м/мин;

D = 64 мм;

об/мин.

По паспортным данным станка из ряда частот вращения шпинделя принимается ближайшее меньшее значение:

01. nф=200 об/мин;

02. nф=500 об/мин.

5. Фактическая скорость резания, Vф.

Определяется по формуле:

, м/мин (1.6.5.5.) ([17] стр. 78, карта 56, лист 6),

где:

D - диаметр обрабатываемой поверхности заготовки, мм;

= 3,14 - математическая константа .

nф - фактическая частота вращения шпинделя, об/мин.

01.

D = 136,5 мм;

nф=200 об/мин

, м/мин,

02.

D = 64 мм;

nф=500 об/мин.

, м/мин.

6. Мощность резания, N.

По значению мощности резания можно судить о правильности выбранных режимов резания. Мощность резания должна удовлетворять условию:

N?Nд? (1.6.5.6.),

где:

Nд=11 кВт - мощность двигателя станка;

?=0,68 - КПД двигателя;

N - мощность резания, кВт ([17] стр. 78, карта63, лист 1),

определяется по формуле:

,кВт (1.6.5.7.) ([4] стр. 67),

где:

Nт - табличная мощность, кВт; ([17] стр. 73, карта 21, лист 1)

КN - коэффициент, зависимый от механических свойств обрабатываемого материала; [17 стр.143, карта 53, лист 1]

Vт - табличная скорость, м/мин;

Vф - фактическая скорость резания, 85,7 м/мин.

01.

Nт = 6,5 кВт;

КN=1,05;

Vт =146 м/мин;

Vф = 85,7 м/мин;

кВт.

02.

Nт = 4,8 кВт;

КN=1,05;

Vт =171 м/мин;

Vф = 100,5 м/мин;

кВт.

01.

4<11•0,68 ;

4<7,5 .

02.

2,9<11•0,68;

2,9<7,5 .

Следовательно, режимы резания выбраны корректно.

7. Сила резания, Pz.

Для обеспечения требуемой силы зажима на операции необходимо определить силу резания.

Максимальная сила резания будет возникать на переходе 01, поскольку на этом переходе обработка производится .

Главная составляющая силы резания определяется по формуле:

, Н (1.6.5.8.) ([4] стр. 19),

где

Vф = 85,7 м/мин - фактическая скорость резания;

N=4 кВт - мощность резания;

кгс=2856 Н.

Расчёт режимов резания на остальные переходы и операции производится аналогичным образом.

Таблица 1.6.5. Режимы резания.

1.6.6 Нормирование операций

Техническая норма времени на обработку заготовки является одной из основных параметров для расчета стоимости изготовляемой детали, числа производственного оборудования, заработной платы рабочих и планирования производства.

Техническую норму времени определяют на основе технических возможностей технологической оснастки, режущего инструмента, станочного оборудования и правильной организации рабочего места.

Норма штучного времени операций, производимых на универсальных станках, определяется по следующей формуле:

ТШТ=, мин, где: (1.6.6.1.) ([12] стр. 9),

То - основное время;

ТВ=tуст+tпер+tизм мин - вспомогательное время (1.6.6.2.) ([12] стр. 10),

tуст - время на установку и снятие детали, мин;

tпер - время связанное с переходом, мин;

tизм - время на контрольные измерения, мин;

К - время на обслуживание рабочего места, отдых и естественные надобности, 4,6% от оперативного времени Топ;

Топ=ТО+ТВ - оперативное время (1.6.6.3.) ([12] стр. 10),

Норма штучного времени операций, производимых станках с ЧПУ, определяется по следующей формуле:

- штучное время;(1.6.6.4.) ([12] стр. 101),

- время автоматической работы станка; (1.6.6.5.) ([12] стр. 101),

То.а -- сумма времени обработки отдельных технологических участков;

- время машинно-вспомогательной работы;

, мин - время вспомогательной ручной работы, не перекрываемое временем автоматической работы (1.6.6.6.) ([12] стр. 101),

Тв.у -- вспомогательное время на установку и снятие детали;

Твсп -- вспомогательное время, связанное с выполнением операции;

Тв.и, -- вспомогательное неперекрываемое время на измерения.

Кtв - поправочный коэффициент, определяется суммарной продолжительностью обработки партии деталей выраженной рабочими сменами ([16], стр. 50, карта 1);

К - время на обслуживание рабочего места, отдых и естественные надобности, 10% от оперативного времени Топ;

Топ = Та + Тв.н (1.6.6.7.) ([12] стр. 101)

Норма выработки за смену определяется следующим образом:

НВ= , шт, где: (1.6.6.8.) ([12] стр. 8),

Тсм=480 мин - продолжительность смены(восьмичасовой рабочий день)

ТПЗ - подготовительно-заключительное время, мин

Операция 015. Токарная.

Переход 01. То =0,0000224·(D2-d2)=0,0000224·(136,52 - 642)=0,32 мин;

Переход 02.То=0,000134·D•L =0,000134·66•38=0,34 мин;

где:

D - диаметр обрабатываемой поверхности, мм;

d - диаметр обработанной поверхности, мм;

L - длина обрабатываемой поверхности, мм;

?То=0,66 мин;

tуст = 0,27 мин; ([16] стр. 131, карта 69)

tпер=0,4 мин; ([16] стр. 131, карта 70)

tизм=0,16 мин; ([16] стр. 131, карта 71)

ТВ=0,27+0,4+0,16=0,83;

Топ=0,66+0,83=1,49;

К=1,49?0,046 =0,07.

ТШТ==1,57 мин

Норма выработки:

ТПЗ=6,6 мин ([16] стр. 134, карта 72)

НВ==315 шт.

Операция 020. Токарная с ЧПУ.

Тоа= Тм1+ Тм2+ Тм3+ Тм4+ Тм5+ Тм6+ Тм7 , мин

Тм1=0,0000224·(D2-d2)=0,0000224·(752 - 482)=0,07 мин;

Тм2=0,0000224·D·L=0,0000224·73·47=0,08 мин;

Тм3=0,0000224·D·L=0,0000224·74·10=0,02 мин;

Тм4=0,000175·D·L=0,000175·66·10=0,01 мин;

Тм5=0,000175·D·L=0,000175·72·43=0,54 мин;

Тм6=0,000134·D·L=0,000134·50·95=0,64 мин;

Тм7=0,000134·D·L=0,000134·46·2=0,01 мин;

Тоа=1,37 мин;

Тмв=0,07?3+0,012=0,22 мин

Та=1,37+0,22=1,59 мин.

Тв.у =0,04 ; ([16] стр. 131, карта 69)

Твсп =0,07; ([16] стр. 131, карта 70)

Тв.и =0,15; ([16] стр. 131, карта 71)

Твн=0,004+0,07+0,05=0,12 мин

Кtв =1,55;

Топ = 1,59+ 0,12=1,71;

К=1,71?0,1=0,171;

Тшт=(1,71+1,55?0,12) 1,002=2,0 мин

Норма выработки:

Тпз=6,6+1?3=9,3мин ([16] стр. 134, карта 72)

НВ==235 шт .

Операция 025. Токарная.

Переход 01. То = 0,00018·D•L =0,00018·67•38=0,46 мин;

Переход 02.То=0,00018•D•L=0,00018·67•4=0,05 мин;

Переход 03.То=0,00018•D•L=0,00018·50•2=0,02 мин;

где:

D - диаметр обрабатываемой поверхности, мм;

L - длина обрабатываемой поверхности, мм;

?То=0,53 мин;

tуст = 0, 27 мин; [2, стр. 130, табл. 69]

tпер=0,32 мин; ([16] стр. 131, карта 70)

tизм=0,16 мин; ([16] стр. 131, карта 71)

ТВ=0,27+0,32+0,42=0,75 мин;

Топ=0,53+0,75=1,28;

К=1,28?0,046 =0,06 .

ТШТ==1,35 мин;

Норма выработки:

ТПЗ=6,6 мин; ([16] стр. 134, карта 72)

НВ==350 шт .

Операция 030. Сверлильная с ЧПУ.

Тоа=4·0,00056·D·L=40,00056•14•72=2,26 мин;

Тмв=0,43+0,012=0,55 мин;

Та=2,26+0,55=2,81 мин.

Тв.у =0,05 ; ([16] стр. 131, карта 69)

Твсп =0,07; ([16] стр. 131, карта 70)

Тв.и =0,15; ([16] стр. 131, карта 71)

Твн=0,07+0,15+0,05=0,25 мин;

Кtв =1,55;

Топ = 2,81+ 0,25=3,06;

К=3,06?0,1=0,36;

Тшт=(2,81+0,25?1,55) 1,003=3,67 мин.

Норма выработки:

Тпз=7+0,25=7,25 мин ([16] стр. 134, карта 72)

НВ==128 шт.

Операция 040. Сверлильная с ЧПУ.

- время автоматической работы станка [2 стр. 295 табл. 3.154]

Время вспомогательной ручной работы, не перекрываемое временем автоматической работы:

Тоа= Тм1+ Тм2+ Тм3+ Тм4+ Тм5+ Тм6 , мин;

Тм1=0,00021·D·L=0,00021·16·38=0,13 мин;

Тм2=0,00021·D·L=0,00021·20·8=0,03 мин;

Тм3=0,000423·D·L=0,0000224·72·10=0,02 мин;

Тм4=2·0,00056·D·L=2·0,00056·2,5·7=0,02 мин;

Тм5=2·0,000319·D·L=2·0,002·3·6=0,08 мин;

Тм6=2·0,000319·D·L=2·0,002·3·6=0,08 мин;

Тоа=0,36 мин;

Тмв=0,03?6+0,03?3+0,1?6=0,87 мин;

Та=0,87+0,36=1,23 мин.

Тв.у =0,05 ; ([16] стр. 131, карта 69)

Твсп =0,07; ([16] стр. 131, карта 70)

Тв.и =0,15; ([16] стр. 131, карта 71)

Твн=0,07+0,15+0,05=0,25 мин;

Кtв =1,55;

Топ = 1,23+ 0,25=1,48;

К=1,48?0,1=0,148;

Тшт=(1,23+0,25?1,55) 1,002=1,62мин.

Норма выработки:

Тпз=7+0,25?6=8,5 мин; ([16] стр. 134, карта 72)

НВ==291 шт.

Операция 050. Фрезерная.

Переход 01. Тм = ==4,8 мин;

tуст = 0, 57 мин; ([16] стр. 131, карта 69)

tпер=0,2 мин; ([16] стр. 131, карта 70)

tизм=0,16 мин; [9 , стр. 132, табл. 71]

ТВ=0,27+0,32+0,42=0,93 мин;

Топ=4,8+0,93=5,73 мин;

К=5,73?0,041 =0,23;

ТШТ==5,74 мин.

Норма выработки:

ТПЗ=8,3 мин ([16] стр. 134, карта 72)

НВ==82 шт.

Результаты расчётов приведены в таблице 1.6.6. Нормирование операций.

Таблица 1.6.6. Нормирование операций.

1.7 Расчёт управляющей программы для станка с ЧПУ на одну операцию

Для создания управляющей программы обработки детали на операции 030 Сверлильная с ЧПУ была использована система проектирования ADEM V8.0, в которую был импортирована 3D модель детали из системы Компас-3D V9. После внесения данных об обработке, параметров режущего инструмента, режимов резания в модуль CAM программа автоматически рассчитала траекторию движения инструмента и записала следующую управляющую программу.

FANK0010.ANK

%*

N001G17*

N002M03*

N003G01Y+005374F4712*

N004G01Z-004800F0712*

N005G01Z-003900F0585*

N006G01Z+003900F4712*

N007G01Z-003700F0712*

N008G01Z-003900F0585*

N009G01Z+007600F4712*

N010G01X-005374Y-005374F0712*

N011G01Z-003900F0585*

N012G01Z+003900F4712*

N013G01Z-003700F0712*

N014G01Z-003900F0585*

N015G01Z+007600F4712*

N016G01X+005374Y-005374F0712*

N017G01Z-003900F0585*

N018G01Z+003900F4712*

N019G01Z-003700F0712*

N020G01Z-003900F0585*

N021G01Z+007600F4712*

N022G01X+005374Y+005374F0712*

N023G01Z-003900F0585*

N024G01Z+003900F4712*

N025G01Z-003700F0712*

N026G01Z-003900F0585*

N027G01Z+007600F4712*

*

Значение адресов, функций и кодов:

N - порядковый номер кадра;

X - координаты перемещения инструмента по оси Х, мм;

Y- координаты перемещения инструмента по оси Y, мм;

Z - координаты перемещения инструмента по оси Z, мм;

F - рабочая подача, мм/об;

G01 - линейная интерполяция (подача на врезание);

G17 - работа в полярной системе координат в плоскости XY;

M03 - вращение шпинделя по часовой стрелке.

Время обработки - 4,3 мин;

длина управляющей программы - 1,6 м.

Рисунок 1.7.1. Обработка отверстий. Операция 030 Сверлильная с ЧПУ.

Рисунок 1.7.2. Управляющая программа.

2. КОНСТРУКТОРСКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 Проектирование и расчет специального приспособления.

Специальное приспособление проектируется для сверления сквозных отверстий O14мм на операции 030 Сверлильная с ЧПУ.

Для этого сначала производится уточнение схемы установки. Зная принятое базирование, точность и шероховатость базовых поверхностей, определяется тип и размер установочных элементов, их количество и взаимное положение. Далее, определив крутящий момент при сверлении, рассчитывается величина зажимных сил и устанавливается место их приложения. Затем выбирается тип зажимного устройства , определяются его основные размеры, а также необходимые вспомогательные устройства. Завершающим этапом проектирования является разработка общего вида специального приспособления.

Обработка поверхности выполняется на вертикально-сверлильном станке модели 2Р135Ф2-1 спиральным сверлом из быстрорежущей стали.

Исходя из этого, была принята следующая схема базирования заготовки:

Рисунок 2.1.1. Схема базирования

Базирование детали будет производиться по наружному диаметру 72 мм цилиндрической бобышки, обработанному по девятому квалитету точности с шероховатостью Ra 1,6, чистому торцу цилиндрической бобышки и боковой поверхности фасонной бобышки в упор от проворота.

Число и расположение установочных элементов должно обеспечивать необходимую ориентацию заготовки согласно принятой в технологическом процессе схеме базирования.

При этом наиболее рациональным будет использование схемы зажима в призмах:

Рисунок 2.1.2. Схема зажима

W - сила зажима в призмах, кгс;

рассчитывается по формуле:

, кгс; (2.1.1.) ([2] стр. 131)

где:

К =1,5 - коэффициент запаса;

D=72 мм - зажимаемый диаметр детали;

Мк - крутящий момент при сверлении, кгс?мм;

f =0,25 - коэффициент трения на рабочих поверхностях зажимов;

?=90? - угол призмы.

Крутящий момент при сверлении определяется исходя из схемы действия моментов сил:

Рисунок 2.1.3. Схема действия моментов сил

, кгс?мм; (2.1.2.) ([2] стр. 133)

где:

R=60 мм - плечо силы Q;

- сила, вращающая заготовку вокруг центральной оси, Н ; (2.1.3.) ([2] стр. 156)

r =7 мм - радиус сверления;

- крутящий момент на сверле, Н?м: (2.1.4.)

D=14 мм - диаметр сверла;

S=0,24 мм/об - подача;

См=0,0345;

Kp=0,69;

q=2;

y=0,8;

Н?м;

кгс;

кгс?мм;

Н.

Учитывая величину и место приложения зажимающих сил, в качестве зажимного устройства выбираются тиски с двумя подвижными губками. Данное устройство обеспечит точное базирование заготовки благодаря самоцентрирующим подвижным призмам. Погрешность базирования возникать не будет.

Рисунок 2.1.4. Зажимное устройство

1 - Призма подвижная;

2 - Опора;

3 - Винт ГОСТ 1491-80;

4 - Пружина ГОСТ 13766-66;

5 - Рычаг угловой ГОСТ 12474-67.

Угловое положение заготовки фиксируется штифтом O10 мм, вмонтированного в неподвижный элемент конструкции приспособления при помощи резьбы М10 по переходной посадке 7H/8g.

Для перемещения подвижных губок при зажиме и разжиме заготовки в приспособлении в качестве силового привода будет применяться пневматический диафрагменный привод.

Рисунок 2.1.5. Пневматический диафрагменный привод

Чтобы выбрать геометрические параметры певмокамеры, рассчитывается усилие Q, необходимое для получения силы зажима P (W).

, Н ; (2.1.5.) ([6] стр.252)

; (2.1.6.) ([6] стр. 256)

f2 - коэффициентов трения на направляющей поверхности ползунов;

? - коэффициент, учитывающий потери от трения в переднем кулачке;

q - сопротивление пружины

l=15,5 мм;

lо= 57 мм;

l1= 33 мм;

H=80,5 мм;

P=W=7500 H - сила зажима;

;

Н.

Диаметр пневмокамеры определяется по формуле:

, мм; (2.1.7.) ([2]стр.96)

=Q =1840 Н;

р=0,4 мПа;

мм.

Выбирается ближайшее большее значение диаметра пневмокамеры и опорной шайбы:

D=200 мм, ([6], стр.98, табл.3.11);

d=140 мм.

Сверление глубоких отверстий будет производиться длинным спиральным сверлом через кондукторные втулки. Для этих целей используется накладной кондуктор, в который запрессовываются постоянные втулки с буртиком по ГОСТ 18430-73

Допуск межосевого расстояния обрабатываемых отверстий (5 мкм) и допуск на их расположение относительно оси центрально отверстия детали (10 мкм) обеспечивается точным положением втулок в кондукторной плите.

Точное центрирование и зажим накладного кондуктора осуществляется пластинчатой пружиной. В соответствии со стандартом выбирается узкая пружина O67мм. Количество пружин, обеспечивающих зажим, определяется следующим образом:

, (2.1.8.)где: ([2] стр. 260)

n - количество пружин

Мрез=12858 кгс?мм - крутящий момент при сверлении

Мк=3000 кгс?мм - наибольший крутящий момент, передаваемый одной пружиной

К`=1,5 - коэффициент запаса.

, принимается 7 штук.

Базирование кондуктора на детали осуществляется при помощи запрессованных постоянных цилиндрических пальцев, которые определяют угловое положение обрабатываемых отверстий. Межосевое расстояние пальцев F зависит от расстояния между точками касания поверхности пальцев и детали H и диаметра пальцев, вычисляется геометрическим путём.

Рисунок 2.1.6. Определение межосевого расстояния.

, мм (2.1.9.);

где:

d=10 мм - диаметр постоянного пальца

, мм (2.1.10.);

где:

М=38мм;

- по теореме Пифагора (2.1.11.);

, мм;

где:

R=46мм;

r=14,5мм;

Р=38мм.

, мм (2.1.12.);

.

H=39,077?2=78,15±0,5 мм.

Расстояние H принимается с учётом допуска на заготовку по максимальному размеру.

Н=78,65+0,1мм;

.

Допуск межосевого расстояния втулок принимается по справочнику (Станочные приспособления, Вардашкин Б.Н., 1984, с 566).

Рисунок 2.1.7. Кондуктор накладной.

2.2 Проектирование и расчет специального режущего инструмента

Для операции 040 сверлильная с ЧПУ, выполняемой на станке модели 2Р135Ф2-1, сконструирован специальный режущий инструмент - сверло-зенковка для сверления отверстия диаметром O 2,5Н14мм на длину 7мм с образованием фаски O5мм на 1х45? в заготовке из стали 20ХМЛ.

Сверло-зенковка - сборный режущий инструмент, состоящий из: спирального сверла, зенковки, конусного хвостовика и штифта.

Расчёт сверла на прочность и жёсткость.

В качестве материала для изготовления сверла выбирается титано-вольфрамовый сплав Т5К10.

Расчёт инструмента на прочность и жёсткость производится путём сравнения трёх параметров:

Po - осевая сила;

Po доп - максимальная нагрузка, допускаемая прочностью инструмента;

Po жёст - максимальная нагрузка, допускаемая жёсткостью инструмента.

Определение осевой силы Po, H:

деталь корпус толкатель обработка

, H (2.2.1.) ([11] стр. 345)

где:

D= 2,5 - диаметр сверла, мм;

S=0,76 - подача, мм/об;

Ср= 68;

y= 0,7 ;

q=1,0 ;

=0,69 - коэффициент на обрабатываемый материал.

H

Определение максимальной нагрузки, допускаемой прочностью инструмента Po доп, Н:

(2.2.2.) ([13] стр. 258)

где:

=155 кгс/мм2 - предел прочности на изгиб;

l=6 мм - расстояние от вершины инструмента до рассматриваемого опасного сечения;

d =2,5 мм - диаметр хвостовика.

Максимальная нагрузка , допускаемая жёсткостью инструмента, Po жёст, Н:

(2.2.3.) ([13] стр. 289)

где:

f=0,05мм - допускаемая стрела прогиба;

E=5•1011 Па -модуль упругости материала инструмента;

d =2,5 мм - диаметр хвостовика;

J=0.05•d4=0.05•2,54=1,95-момент инерции сечения корпуса;

l=6мм - расстояние от вершины инструмента до рассматриваемого опасного сечения.

Инструмент обладает достаточной прочностью и жёсткостью т.к.

Расчёт зенковки на прочность и жёсткость

В качестве материала для изготовления зенковки выбирается быстрорежущая сталь Р6М5.

Расчёт инструмента на прочность и жёсткость производится путём сравнения трёх параметров:

Po - осевая сила;

Po доп - максимальная нагрузка, допускаемая прочностью инструмента;

Po жёст - максимальная нагрузка, допускаемая жёсткостью инструмента.

Определение осевой силы Po, H:

, H (2.2.4.) ([11] стр. 345)

где:

D= 5 мм - диаметр зенкования, мм;

S=0,76 - подача, мм/об;

Ср= 68;

y= 0,7 ;

q=1,0 ;

=0,69 - коэффициент на обрабатываемый материал.

Определение максимальной нагрузки, допускаемой прочностью инструмента Po доп, Н:

Н

где:

=370 кгс/мм2 - предел прочности на изгиб;

l=40 мм - расстояние от вершины инструмента до рассматриваемого опасного сечения;

d =6 мм - диаметр хвостовика.

Максимальная нагрузка , допускаемая жёсткостью инструмента, Po жёст, Н:

где:

f=0,1мм - допускаемая стрела прогиба;

E=2•1011 Па -модуль упругости материала инструмента;

d =6 мм - диаметр хвостовика;

J=0.05•d4=0.05•64=1,95-момент инерции сечения корпуса;

l=6мм - расстояние от вершины инструмента до рассматриваемого опасного сечения.

Инструмент обладает достаточной прочностью и жёсткостью т.к.

Определение крутящего момента сверла Mp, Н.м:

, Н.м. (2.2.5.) ([11] стр. 375)

где:

D=2,5 мм - диаметр сверла,

S=0,76мм/об - подача,

Cм=0,0345

y= 0,8;

q= 2,0

- коэффициент на обрабатываемый материал

(2.2.6.) ([11] стр. 355)

где:

МПа - предел точности при растяжении

n= 0,75

Н.м .

Определение крутящего момента зенковки Mp, Н.м:

, Н.м. ([11] стр. 354)

где:

D=5 мм - диаметр зенкования;

S=0,76мм/об - подача,

Cм=0,0345

y= 0,8;

q= 2,0

=0,69 - коэффициент на обрабатываемый материал

Определение конуса Морзе хвостовика сверла-зенковки.

Определяется по большему крутящему моменту и осевой силе резания. Наибольшая сила резания 1935Н и крутящий момент 4,78Нм возникает при зенковании, т.к. диаметр зенковки больше.

Осевую составляющую силу резания Рх можно разложить на две силы:

1) Q - действующую нормально к образующей конуса:

, где (2.2.7.) ([13] стр. 280)

Q - сила действующую нормально к образующей конуса;

Px - осевая составляющая силы резания, Н;

- угол конусности хвостовика, град.;

2) R - действующий в радиальном направлении и уравновешивающую реакцию на противоположной точке поверхности конуса.

Сила Q создает касательную составляющую Т силы резания; с учетом коэффициента трения поверхности конуса о стенки втулки :

(2.2.8.) ([13] стр. 290)

Т - касательная составляющая силы резания;

µ ? коэффициента трения поверхности конуса о стенки втулки;

Q - сила действующую нормально к образующей конуса,H;

- угол конусности хвостовика, град.;

Px - осевая составляющая силы резания, Н;

Момент трения между хвостовиком и втулкой:

, где (2.2.9.) ([13] стр. 291)

µ ? коэффициента трения поверхности конуса о стенки втулки;

Px - осевая составляющая силы резания, Н;

D1 - наибольший диаметр конуса Морзе, мм;

d ? наименьший диаметр конуса Морзе, мм;

- угол конусности хвостовика, град.;

- отклонение угла конуса.

Приравниваю момент трения к максимальному моменту сил сопротивлению резанию, т.е. к моменту создающемуся при работе затупившимся сверлом, который увеличивается до 3 раз по сравнению с моментом, принятым для нормальной работы сверла.

Следовательно:

, (2.2.10.) ([13] стр. 291)

Средний диаметр конуса хвостовика:

, где (2.2.11.) ([13] стр. 291)

D1 - наибольший диаметр конуса Морзе, мм.

d - наименьший диаметр конуса Морзе, мм.

или

(2.2.12.) ([13] стр. 291)

где:

4,78 Н•м ( 478 кгс•мм) момент сопротивления сил резанию;

Рx = 1930 Н ( 193 кгс) -- осевая составляющая силы резания;

= 0,096.-- коэффициент трения стали по стали;

= 1°, sin 1°З0' = 0,02618;

=5' -- отклонение угла конуса;

dср = = 4,1мм

По ГОСТ 25557 - 82 принимается ближайший больший конус, т.е. конус Морзе №0 с лапкой, со следующими основными конструктивными размерами:

Рисунок 2.2.1. Конус Морзе.

D1=9,2мм;

D=9,045мм

d=6,1мм;

l=59,5мм;

а=3,0 мм;

е=6,5 мм

b=3,9 мм

r=4,0 мм

Конусность: 1 : 19,212 = 0,05205.

Определение геометрических и конструктивных параметров инструмента.

Геометрические параметры сверла выбираются по нормативам: ([13] стр. 290)

форма заточки Н (нормальная, см.рис.50,г)

- угол наклона винтовой канавки;

2?=118 - угол между режущими кромками;

- задний угол;

?=55 - угол наклона поперечной кромки.

Конструктивные размеры сверла определяются исходя из параметров обрабатываемого отверстия, а именно глубины:

  длина рабочей части отверстия - 7мм;

  длина хвостовика сверла - 10мм;

  диаметр хвостовика - 2,3m7 мм;

  общая длина сверла - 17мм.

Шаг винтовой канавки определяется по формуле:

H===13,7мм (2.2.13.) ([13] стр. 299)

Толщина сердцевины сверла dc выбирается в зависимости от диаметра сверла:

dc = 0,16D= 0,16•2,5=0,4мм (2.2.14.) ([13] стр. 300)

Утолщение сердцевины по направлению к хвостовику принимается равным 1,5 мм на 100 мм длины рабочей части сверла/

Обратная конусность сверла (уменьшение диаметра по направлению к хвостовику) на 100 мм длины рабочей части составляет 0,08 мм.

Ширина ленточки выбрана по табл. 63. в соответствии с диаметром D сверла:

= 0,6мм;

Ширина пера В рассчитывается по формуле:

В=0,58 D = 0,58•2,50=1,45 мм (2.2.15.);

где:

D=2,5 - диаметр сверла.

Геометрические параметры зенковки выбираются по ГОСТ 14953-80.

?=90

b=0,3

z=4 - число режущих зубьев

D=8 мм - диаметр зенковки (ближайший к 5);

d0=2,5мм

задний угол - 12

Длина шейки зенковки конструктивно принимается 30мм. Диаметр шейки принимается равным 6мм.

Общая длина зенковки равна 40мм.

Общая длина инструмента складывается из длины рабочей части сверла, длины зенковки, длины шейки зенковки и длины конуса хвостовика зенковки:

L=7+40+59,5=106,5106 мм

Конический хвостовик с конусом Морзе№0 припаивается к торцевой поверхности зенковки.

Цилиндрический хвостовик сверла крепится в предварительно просверленное отверстие в зенковке. Сопряжение осуществляется по посадке . Для предотвращения проворачивания хвостовика сверла, на его поверхности шлифованием изготавливается лыска, после чего закрепляется в отверстии зенковки при помощи зажимного винта М3.

Для крепления специального режущего инструмента, в шпинделе станка необходимо использовать переходной конус Морзе 0/4.

Чертёж инструмента представлен в разделе 7.

2.3 Проектирование и расчет специального измерительного инструмента

Расчёт и конструирование калибра-пробки для контроля гладкого цилиндрического отверстия диаметром 67H9.

Проходным калибром-пробкой ПР контролируют в отверстии годность наименьшего предельного размера Dmin.Этот размер годен, если пробка ПР проходит сквозь него под действием собственного веса.

Непроходным калибром - пробкой НЕ контролируют в отверстии годность наибольшего предельного размера Dmax. Этот размер годен, если пробка НЕ не проходит в отверстие. Если пробка ПР прошла, а пробка НЕ вошла в отверстие , то принято считать, что действительный размер отверстия находится в пределах поля допуска TD и это отверстие годно.

Расчёт размеров калибра производится в соответствии с ГОСТ 21401-75 и ГОСТ 24853-81.

1. Определением предельных отклонений отверстия по ГОСТ 25347-82

(СТ СЭВ 144-75)

Отклонения: ES = + 74 мкм ; EI = 0

2. Предельные размеры отверстия

Dmax = Dном + ES = 67,000 + 0,074 = 67,074мм (2.3.1.) [22]

Dmin = Dном + EI = 67,0 + 0 = 67мм (2.3.2.) [22]

3. Чтобы иметь возможность изготовить калибры и обеспечить их долговечность, в ГОСТ 24853-81 (СТ СЭВ 157-75) задаются:

а) Z - отклонение середины поля допуска на изготовление проходных калибров относительно наименьшего размера отверстия Dmin

Z = 13 мкм;

б) H - допуск на изготовление проходных и непроходных калибров

H = 5 мкм;

в) Y - допустимый выход размера за границу поля допуска изношенного проходного калибра

Y = 0 мкм.

3. Определение размеров калибра.

Предельные размеры проходной калибр-пробки:

ПРmax = Dmin + Z + H/2 = 67,000 + 0,013 + 0,005/2 = 67,015 мм (2.3.3.) [22]

ПРmin = Dmin + Z - H/2 = 67,000 + 0,013 - 0,005/2 = 67,010 мм (2.3.4.) [22]

Размер калибра ПР, проставляемый на чертеже, при допуске на изготовление H = 2 мкм равен максимальному размеру калибра с допуском направленном в «тело» калибра: 67,015-0,005.

Предельные размеры непроходной калибр-пробки :

НЕmax = Dmax + H/2 =67,074 + 0,005/2 = 67,076 мм (2.3.5.) [22]

HEmin = Dmax - H/2 = 67,074 - 0,005/2 = 67,071 мм (2.3.6.) [22]

Размер калибра НЕ, проставляемый на чертеже, 67,076-0,005.

Конструктивные размеры калибра выбираются по ГОСТ 14812-69 и ГОСТ 14813-69, технические требования по ГОСТ 2015-84.

Рисунок 2.3. Схема поля допуска калибр-пробки.

3. ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА

3.1 Расчет количества оборудования, его загрузки. Составление графика загрузки оборудования

Расчет эффективного годового времени работы оборудования.

F эф = r ? h ?Д ? (1 - В / 100) ([15] стр. 131)

r - продолжительность смены,

h - число смен,

Д - число рабочих дней в году,

В - план % потерь времени рабочего оборудования на ремонт (3% - 5%).

Fэф = 8 ? 2? 249 ? (1 - 4/100) = 3825 часов

Расчет количества станков.

Расчётное количество станков определяется по формуле:

N ? t шт.

С pi = ---------- (3.1.2.) ([15] стр. 131)

F эф?K н. ?60

N - годовая программа выпуска деталей (шт.)

Tшт. - штучное время на операцию (мин)

K н. - плановый коэффициент выполнения норм 1.1

10000 ?1,57

Сp 015 = ------------ = 0,06 Сп 015=1 ст

3825?1,1?60

10000?2,0

Сp 020 = ------------ = 0,078 Сп 020=1 ст

3825?1,1?60

10000?1,35

Сp 025 = ------------ = 0,05 Сп 025=1ст

3825?1,1?60

10000?3,67

Сp 030 = ------------ = 0,14 Сп 030=1ст

3825?1,1?60

10000?1,62

Сp 040 = ------------ = 0,06 Сп 0401 ст

3825?1,1?60

10000?5,74

Сp 050 = ------------ = 0,22 Сп 050=1ст

3825?1,1?60

Расчет коэффициента загрузки оборудования.

Определение коэффициента загрузки оборудования на каждой операции:

С pi

K зi. = ---- ? 100% (3.1.4.)

С ni.

С pi. - расчетное количество станков.

С ni. - принятое количество станков.

0,06

K з. 015 = ---- ? 100% = 6%

1

0,078

K з. 020 = ---- ? 100% = 7,8 %

1

0,05

K з. 025 = ---- ? 100% = 5%

1

0,14

K з. 030 = -- ? 100% = 14%

1

0,06

K з. 040 = ---- ? 100% = 6%

1

0,22

K з. 050 = ---- ? 100% = 22%

1

Расчёт среднего коэффициента загрузки оборудования по участку:

? С pi

Kзср = ---- ? 100% (3.1.5.)

? С ni

? С pi - сумма расчетного количества станков,

? С ni - сумма принятого количества станков.

0,608

Kзср = ---- ? 100% =10%

6

В связи с недостаточной загрузкой оборудования следует загрузить станки типовыми деталями.

Расчёт годовой программы выпуска деталей в условных штуках.

12 ? F эф?K н.?60

Nг = ---------------- (3.1.3.)

?t шт.

Fэф - годовое эффективное время работы оборудования, час.

K н. - плановый коэффициент выполнения норм 1.1

?t шт. = 15,95 - суммарное штучное время на все мех. операции, мин.

12 ? 3825?1,1?60

Nг = ---------------- =189900 (условных штук)

15,95

189900 ?1,57

Сp 015 = ------------ = 0,99 Сп 015=1 ст

3825?1,1?60

189900?2,0

Сp 020 = ------------ = 1,5 Сп 020=2 ст

3825?1,1?60

189900?1,35

Сp 025 = ------------ = 0,98 Сп 025=1 ст

3825?1,1?60

189900?3,67

Сp 030 = ------------ = 2,75 Сп 030=3 ст

3825?1,1?60

189900?1,62

Сp 040 = ------------ = 1,21 Сп 040=2 ст

3825?1,1?60

189900?5,74

Сp 050 = ------------ = 4,3 Сп 050=5 ст

3825?1,1?60

Расчет коэффициента загрузки оборудования.

Определение коэффициента загрузки оборудования на каждой операции:

0,99

K з. 015 = ---- ? 100% = 99%

1

1,5

K з. 020 = ---- ? 100% = 75%

2

0,98

K з. 025 = ---- ? 100% = 98%

1

2,75

K з. 030 = -- ? 100% = 92%

3

1,21

K з. 040 = ---- ? 100% = 60%

2

4,3

K з. 050 = ---- ? 100% = 86%

5

Расчёт среднего коэффициента загрузки оборудования по участку:

? С pi

Kзср = ---- ? 100% (3.1.5.)

? С ni

? С pi - сумма расчетного количества станков,

? С ni - сумма принятого количества станков.

11,73

Kзср = ---- ? 100% =83%

14

График загрузки оборудования.

На основе расчетов строится график:

Рисунок 3.1. График загрузки оборудования.

Таблица 3.1. Составление сводной ведомости оборудования.

3.2 Расчет численности рабочих, специалистов и служащих; составление ведомости работающих

Таблица 3.2.1. Расчет эффективного годового времени одного рабочего.(на 2010г.)

Организация многостаночного обслуживания.

Количество станков которое может обслужить один многостаночник рассчитывается по формуле:

tмаш

Смi = ----------+1,где (3.2.1.)

tвсп+tпер

tпер =1-2 мин

1,37

См020 = ----------+1=2,28 принимается 2

0,07+1

2,81

См030 = ----------+1=3,6 принимается 3

0,07+1

1,23

См040 = ----------+1=2,15 принимается 2

0,07+1

Расчет численности основных рабочих.

Численность производственных рабочих рассчитывается по каждой операции по формуле:

N ? tшт.

P i = ------------ (3.2.2.) ([20] стр. 107)

Fэф. ? Кн. ? 60 ? C м i.

F эф - эффективный фонд рабочего времени

Cмi. - количество станков, которое будет обслуживать один многостаночник на операции (если многостаночников нет C мi. = 1).

189900?1,57

P 015 = ---------------- = 2,4( 2 чел.)

1642?1,1?60?1

189900?2,0

P 020= ---------------- = 1,75 (2 чел.)

1642?1,1?60?2

189900?1,35

P 025 = ---------------- = 2,36 ( 2 чел.)

1642?1,1?60?1

189900?3,67

P 030= ---------------- = 3,2 (4 чел.)

1642?1,1?60?3

189900?1,62

P 040 = ---------------- = 1,42 ( 2 чел.)

1642?1,1?60?2

189900?5,74

P 050= ---------------- = 10,1 (10 чел.)

1642?1,1?60?1

Таблица 3. 2.2. Сводная ведомость основных рабочих.

Расчет численности вспомогательных рабочих, специалистов и служащих

А) Расчет численности вспомогательных рабочих осуществляется по формуле:

Pосн. ? П

Pвсп. = ------ (3.2.3.) ([20] стр. 550)

100

П - процент (П = 15-20%),

Pосн. - число основных рабочих.

22?18

Pвсп. = -------- = 3,96 ( 4 чел.)

100

Принимается 4 человека.

Б) Расчет численности специалистов и служащих осуществляется по формуле:

(Pосн. + Pвсп.) ? П

Pспец. = -------------- (3.2.4.) ([20] стр. 550)

100

П - процент (П = 16%)

(22+4)?16

Pспец = ---------- =4,16 ( 4 чел.)

100

Принимается 4 человека.

Определение общего числа работающих.

Таблица 3.2.3. Сводная ведомость списочного состава работающих участка.

3.3 Планировка участка механического цеха

Планировка участка осуществляется на миллиметровке в масштабе 1:100. При вычерчивании макета станка принимают его габариты по крайним точкам, причем в габарит входят крайние положения выступающих частей, электрошкафов, гидронасосов и т.п. Место рабочего обозначается кружком диаметром 500 м (при масштабе 1:100). Светлая часть обозначает лицо рабочего, а вторая половина затушевывается карандашом.

Условия планировки:

1. Станки располагаются в две линии.

2. Станки располагаются по ходу технологического процесса.

Расстояние между колоннами вдоль участка принимаем 12 метров, в поперечном разрезе расстояние между колонками 18 метров.

Расстояние между станками принимаем равным 1000 мм. расстояние от станка до границы участка равно 2500 мм. при выполнении планировки необходимо предусмотреть наиболее рациональное использование производственных площадей, не нарушая при этом требований техники безопасности.

3.4 Организация рабочего места рабочего ведущей профессии в соответствии с требованиями НОТ

Перед составлением карты выбираем рабочее место рабочих, которых по численности наибольшее количество на участке.

Карта организации рабочего места токаря в соответствии с требованиями НОТ.

3.5 Мероприятия по обеспечению конкурентоспособности продукции

Традиционные методы обеспечения конкурентоспособности выпускаемой продукции, которые применялись в японских компаниях вплоть до середины 60-х годов, ограничивалось контролем и отбраковкой дефектных изделий.

Эти методы в процессе развития производства, так же не оставались неизменными, а развивались и совершенствовались.

Организационная система контроля качества всегда строилась с таким расчетом, что бы она соответствовала структуре производственного процесса и отвечала его требованиям. В большинстве отраслей обрабатываемой промышленности, производство конечного продукта представляло собой сборочный процесс. В этом случае значение входного контроля неизмеримо возрастало и этот вид контроля становился основным.

Вся система контроля строилась по следующему принципу: обнаруженные дефекты в бракованных изделиях изымались из процесса обработки.

Подход к обеспечению качества лишь как к его контролю предполагает наличие на предприятии большого числа квалифицированных контролеров.

Новые условия производства требовали поиска адекватных и более эффективных метров обеспечения качества. С точки зрения обеспечения качества может быть разбит на следующие укрупненные этапы:

1. оценка уровня имеющихся на рынке аналогичных товаров

2. долгосрочное прогнозирование

3. планировка уровня качества

4. разработка стандартов

5. проектирование качества в процессе конструирования и разработка технологии.

6. контроль в процессе производства кооперационной системы

7. контроль качества исходного сырья

8. приемочный контроль

9. контроль качества изделий в условиях эксплуатации

10. анализ отзывов и рекламаций покупателей.

Затем весь цикл повторяется заново по упрощенной схеме видно насколько сложна система управления качеством, охватывающая всю компанию. Здесь различаю 4 кольца обратной связи (ОС), но на самом деле число ОС в реальной системе управления качеством значительно больше.

По этой упрощенной схеме видно, насколько сложна система управления качеством, охватывающая всю компанию.

Здесь размещаются 4 кольца обратной связи (ОС), но на самом деле число ОС в реальной системе управления качеством значительно больше.

Для повышения конкурентоспособности продукции предусмотрено проведения ряда мероприятий повышения качества обрабатываемой детали:

- совершенствование форм и методов управления качеством на всех уровнях управления;

- повышение экспортных возможностей отечественных товаропроизводителей путем сертификации продукции в соответствии с требованиями международных стандартов, систем качества, систем управления окружающей средой;

- стимулирование создания новых видов конкурентоспособной продукции;

- совершенствование и информационного обеспечения в области качества и конкурентоспособности;

- развитие нормативной базы в области технического нормирования и стандартизации;

- формирование системы оценки соответствия продукции и услуг, гармонизированной с международными требованиями, создание технических нормативных правовых актов в области технического нормирования и стандартизации, обеспечивающих функционирование системы аккредитации и подтверждения соответствия;

- совершенствование системы образования и подготовки кадров в области качества;

- активизация пропаганды в области качества во всех сферах деятельности.

4. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

4.1 Составление сводной ведомости основных фондов

В состав основных фондов входят: оборудование, здания, транспортные средства и дорогостоящая оснастка.

Таблица 4.1. Ведомость основных фондов участка.

Стоимость оборудования рассчитана в таблице 1 “Сводная ведомость оборудования”.

Стоимость здания рассчитывается в следующем порядке.

1) Площадь участка 21 ? 11 = 231 м?.

2) Объем участка 231 ? 7 = 1617 м3.

3) Стоимость здания 1617 ? 7000 = 11319000 руб.

Стоимость дорогостоящего инструмента применяется в размере 15% от стоимости технического оборудования и составляет:

1340000

С д.ин. = -------- ? 15 = 201000 руб. (4.1.1.) ([20] стр. 525)

100

4.2 Расчет стоимости материалов

Определение затрат на основные материалы.

Стоимость материала на одну деталь определяется по формуле:

Mg = Q?P - g?p (4.2.1.) ([20] стр. 350)

Q - вес заготовки, кг.

P - цена 1 кг. основного материала, руб.

g - вес отходов, на 1 деталь, кг.

p - цена 1 кг отходов, руб.

Mg = 4,9 ? 35 - 1?4 =167,5 руб.

Затраты, включая доставку: Mg = 167,5 + 0,1 х 167,5 = 184,25 руб.

Стоимость материала на всю годовую программу выпуска:

Mu. = Mg ?N (4.2.2.)

Mu. = 184,25?189900= 34989075 руб.

4.3 Определение заработной платы работников участка

Расчет зарплаты основных и вспомогательных рабочих.

Таблица 4.3.1. Водная ведомость расценок на деталь.

Итого: 15,95 8,5

Зная разницу на деталь, можно рассчитать прямой фонд зарплаты основных рабочих:

З п.о. = Pсд?N (4.3.1.) ([20] стр. 150)

Pсд. - расценка на деталь.

З п.о. = 8,5? 189900 =1614150 руб.

Для расчета прямой зарплаты вспомогательных рабочих необходимо определить среднечасовую тарифную ставку вспомогательных рабочих.

Таблица 4.3.2. Расчёт средней тарифной ставки вспомогательных рабочих.

? Tст.в

T ст.в ср. = ------ (4.3.2.) ([20] стр. 150)

P

? Tст.в - сумма часовых тарифных ставок всех вспомогательных рабочих,

P - численность вспомогательных рабочих.

276

Tст.в ср. = ---- = 69 руб.

4

Зная среднечасовую тарифную ставку вспомогательных рабочих, можно рассчитать зарплату на год:

З п.в. = T ст.в ср. ? Fэф ? P (4.3.3.)

З п.в. = 69 ? 1642 ? 4 = 453192 руб.

Таблица 4.3.3. Расчет часового, дневного и месячного фондов зарплаты основных и вспомогательных рабочих.

Расчет зарплаты специалистов и служащих.

Фонд зарплаты специалистов и служащих определяется на основании доносных окладов и численности работающих по этой категории.

З перс. = P перс. ? O перс. ? 12 (4.3.4.)

Pперс - численность специалистов и служащих, чел

O перс - среднемес. зарплата специалистов и служащих, руб.

З перс. =4 ? 14000 ? 12 = 672000руб.

Доплата для служащих и специалистов определяется в размере 15% от годового фонда зарплаты.

З перс. ? 15%

Д опл. = ---------- (4.3.5.)

100

672000 ? 15%

Д опл. = ---------- = 100800 руб.

100

отчисление в фонд Е.С.Н. - 26%

Зперс?26

Отч. = -------- (4.3.6.)

100

672000 ? 26%

Отч. = -------- = 174720 руб.

100

4.4 Составление сметы цеховых накладных расходов

Таблица 4.4.1. Калькуляция себестоимости обрабатываемой детали.

Расчет и построение графика безубыточности.

Таблица 4.4.2. Расчет переменных расходов на одну деталь

Итого 194,4

Таблица 4.4.3. Расчет постоянных расходов на одну деталь

Итого 107,9

Постоянные расходы на всю программу равны произведению программы выпуска на постоянные расходы на единицу изделия.

10000?107,9=1079000(руб.)

Точка безубыточности рассчитывается по формуле:

постоянные расходы на программу

(оптовая цена с учетом НДС)-(переменные расходы)

(.)БУ=1079000/(363,36-194,4)=6386(шт.)

Доход равен произведению оптовой цены с учетом НДС на производительную программу.

428,76?10000=4287600(руб.)

Полные затраты равны произведению переменных расходов и производительной программы.

194,4?10000=1944000 (руб.)

Построение графика безубыточности.

1.Постоянные расходы =1079000 руб.

2.Расчет точки безубыточности =6386 штук

3.Сумма годового дохода =4287600 руб.

4.Годовые затраты =1944000 руб.

5.Прибыль =(428,76-194,4-107,9)?10000=1264600 руб.

4.5 Составление сводной таблицы технико-экономических показателей участка и обоснование экономической эффективности от внедрения разработанного техпроцесса

Таблица 4.5.1. Технико экономические показатели проектируемого участка

Оценка технико-экономической эффективности спроектированного участка.

Улучшение организации и обслуживания рабочих мест в результате продуманного их оснащения, рациональной планировки и своевременного обеспечения всем необходимым. В результате внедрения такого проекта организации рабочих мест на участке, на производственные затраты труда у каждого рабочего уменьшились с 35 до 20 минут в смену.

Таблица 4.5.2. Исходные данные.

Расчет экономической эффективности.

1. Уменьшение потерь рабочего времени в смену у одного рабочего в %

У нот. = (16/480)?100% =3 % (4.5.1.)

2. Относительная экономия численности человек.

Б1-Б2

З ч. = ------ ? Z (4.5.2.)

100-Б1

Б1 и Б2 - потери рабочего времени в % до и после внедрения мероприятий.

Z - численность основных рабочих до внедрения мероприятия.

Б1 = (35/480)?100 = 7,2 %

Б2 = (20/480)?100 = 4,2 %

7,2-4,2

З ч. = ------ ? 27 = 0,8 ~ 1 человек.

100-7,2

3. Рост производительности труда.

З ч ?100 %

П. = -------- (4.5.3.)

Z - З ч

1 ? 100 %

П. = -------- =4,7%

22 - 1

4. Годовая экономия рабочего времени основных рабочих.

УП ? ВР. ? Д.

З р. вр. = -------- (4.5.4.)

60

УП - уменьшение потерь рабочего времени.

ВР - количество основных рабочих.

Д - количество рабочих дней.

3 ? 22 ? 249

З р. вр. = ---------- = 274 часа.

60

5. Прирост объема производства.

З р. вр. ? 100 274 ? 100

Р = ------------------ = ------------ = 2,3 % (4.5.5.)

Годовая программа 11906

в норм. / час.

6. Экономия на условно-постоянных расходах.

Р ?У

Э. у.л. = ---- (4.5.6.)

100

У - постоянные расходы ? Nг. = 107,9 ? 189900 =20490210 руб.

2,3?20490210

Э. у.л. = ------------- = 471275 руб.

100

7. Экономия от снижения удельного веса капиталовложений

Ф.б. ?Е.п. ?Р

Э.коп = -------- (4.5.7.)

100

Ф.б. - балансовая стоимость оборудования.

Е.п. - нормативный коэффициент.

Р - прирост объема производства.

1340000?0,33?2,3

Э.коп = ---------------- = 10170 руб.

100

8. Годовой экономический эффект.

Э.т = Э.коп + Э. у.л. (4.5.8.)

Э.т = 10170 +471275 = 481445 руб.

5. ОХРАНА ТРУДА И БЕЗОПАСНОСТЬ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

5.1 Краткое описание технического объекта

Проектируемый объект представляет собой участок механического цеха для изготовления детали «Корпус толкателя», с учетом годовой программы Nгод = 10000 штук (среднесерийное производство). Площадь проектируемого объекта S = 321 м.2

5.2 Анализ вредных и опасных производственных факторов

До начала производственного процесса на проектируемом участке для изготовления детали «Корпус толкателя» разрабатываются общие мероприятия, обеспечивающие безопасность труда на всех этапах технологического процесса

Решение вопросов безопасности является составной и неотъемлемой частью всей проектно-технологической документации, предусмотренной ГОСТ 12.2.003-91 «ССБТ Оборудование производственное. Общие требования безопасности». Технологические процессы должны соответствовать требованиям ГОСТ 12.3.002-75 «ССБТ Процессы производственные. Общие требования безопасности»; СанПиН 2.2.2.1327-03 «Гигиенические требования к организации технологических процессов, производственному оборудованию и рабочему инструменту»

5.3 Требования безопасности к производственному оборудованию и технологическому процессу

Конечным звеном в системе «человек-машина-среда», приводящим к серьезным травмам, часто выступает техническое оборудование. Причиной этого можно быть:

- несоответствие нормам безопасности конструкции технологического оборудования, технологической оснастки, ручного и механизированного инструмента;

- отсутствие или недостаточная надежность защитных устройств, наличие потенциально опасных зон;

- несоответствие конструкции оборудования эргономическим требованиям (нерациональная компоновка поста управления, неудобство обслуживания);

- неисправность технологического оборудования, оснастки, ручного и механизированного инструмента;

- неправильный выбор оборудования, оснастки, транспортных средств, методов, режимов обработки, сборки и транспортировки;

- несоблюдение сроков планово-предупредительного ремонта;

- отсутствие указаний о способах и средствах безопасного выполнения работ.

5.4 Требования к организации рабочих мест

Организация рабочего места, конструкция органов контроля и управления должны учитывать антропометрические, сенсомоторные, биомеханические и психофизиологические характеристики человека.

Пространство рабочего места, в котором осуществляется трудовые процессы, должно быть разделены на зоны. Рабочую зону, удобную для действия обеих рук, нужно обязательно совмещать с зоной визуального обзора.

Порядок на рабочем месте обязателен. Ежедневное поддержание порядка значительно сократит усилия, связанные с уходом и обслуживанием оборудования. Уборку нельзя делать, когда существует опасность от неисправного оборудования.

5.5 Требования к электробезопасности на производственном участке

- изоляция, ограждение, блокировки, малые напряжения, выравнивание потенциалов;

- защитное отключение, электрозащитные средства, сигнализация, плакаты и др;

- защитное заземление;

- зануление;

5.6 Опасные и вредные производственные факторы при транспортировке материалов, заготовок, готовых деталей и отходов для обеспечения разработанного технологического процесса

5.6.1 Опасные и вредные производственные факторы при механической обработке резанием разрабатываемого технологического процесса

При холодной обработке металлов на работников возможно воздействие следующих опасных и вредных производственных факторов:

- движущие машины и механизмы;

- подвижные части производственного оборудования;

- передвигающиеся изделия, заготовки и материалы;

- движущиеся транспортные средства;

- повышенная запыленность и загазованность воздуха рабочей среды, аэрозоли фиброгенного действия;

- повышенное значение напряжения в электрической цепи, замыкание которой может произойти через тело человека;

- повышенный уровень шума на рабочем месте;

- пожаро и взрывоопасность;

- острые кромки, заусенцы и шероховатость на поверхностях заготовок, инструментов и оборудования, стружка обрабатываемых металлов;

- повышенная или пониженная температура поверхностей оборудования, материалов;

- повышенный уровень вибрации;

- патогенные микроорганизмы (при работе со смазочно-охлаждающими жидкостями);

- тяжесть и напряженность условий труда.

5.6.2 Требования безопасности к оборудованию для обработки материалов

Требования безопасности к оборудованию для обработки материалов регламентированы ГОСТ 12.2.009-80 «Станки металлорежущие. Общие требования безопасности»:

- оборудование должно быть сконструировано таким образом, чтобы не требовалась установка дополнительных защитных приспособлений;

- наличие всех инструкций по защите, эксплуатации и мерам безопасности;

- безопасное оборудование;

- надежная блокировка чехлов и защитных устройств.

Станки с зонами захвата (токарные, карусельные, сверлильные, станки с ЧПУ)

Сверлильные. Опасности, связанные с этими станками, заключаются в контакте со сверлом и поверхностью сверления. Одним из самых распространенных несчастных случаев является захват рубашки вращающимся деталями. Эту опасность можно уменьшить, если носить нарукавники, специальные защитные приспособления или рубашки с короткими рукавами.

Токарные. Должны быть установлены ограждения на патронах, планшетах, хомутах при наличии на них выступающих частей или не заделанных углублений. Ограждения выполняются в виде щитков, перемещаемых рабочим в горизонтальном направлении. Ходовые валики и винты токарных станков укрывают телескопическими трубками или полутрубками. Многошпиндельные, одношпиндельные автоматы, токарно-револьверные и другие станки, предназначенные для обработки пруткового материала, оснащают ограждениями на всю длину прутка.

Обслуживание станков.

Никогда нельзя проверять работоспособность частей станка или осуществлять их ремонт, когда станок находиться во включенном состоянии. Надо отключить контактный выключатель, мотор или пусковые устройства, а затем на них повесить плакат « Не включать - работают люди».

Ручки, кнопки и педали на станке, должны быть сконструированы таким образом, чтобы они не могли быть случайно приведены в действие. С другой стороны, кнопки остановки должны быть расположены в удобном месте и обозначены красным цветом.

Защитные устройства на оборудовании.

У некоторых станков даже наличие предохранительных устройств не обеспечивает предотвращения контакта с опасными частями. К такому оборудованию относятся пресс, режущие станки, машины с резиновыми валами. При эксплуатации такого оборудования применяются определенные защитные принципы и устройства, к которым следует отнести:

- операции, в которых должны участвовать две руки;

- световые лучи (фотоэлектрическое устройство) перед опасной зоной;

- блокирующее устройство;

- автоматическое отключение;

- рукоятки блокировки.

Ручной инструмент и слесарное оборудование.

Инструменты должны быть высокого качества и содержаться в хорошем рабочем состоянии.

Ударные инструменты (молотки, стамески, кувалды) должны изготавливаться из металла подходящей прочности.

Инструменты с острыми краями (ножи, топоры, пилы и т.д.) должны быть заточенные.

Ручной пневматический инструмент не допускает применение проволоки для закрепления на штуцерах или ниппелях шлангов во избежание срыва последних.

Все инструменты и рабочее оборудование должны регулярно контролироваться и проверяться.

5.6.3 Требования безопасности к транспортировке

- при транспортировке и хранении опасных, токсичных, канцерогенных веществ и материалов принимаются меры, исключающие загрязнение окружающей среды;

- при транспортировке, заливке и регенерации масляных СОЖ принимаются меры, предотвращающие попадание воды в СОЖ.

- рекомендуемая температура хранения и транспортировки СОЖ - от минус 10 до плюс 40°С;

- транспортирование особо тяжелых и громоздких грузов, габаритные размеры которых больше ширины проходов (проездов), производится по возможности в нерабочее время с оформлением наряда - допуска;

Безопасные и продуманно организованные проходы должны:

- быть спланированы так, чтобы не допускать опасность столкновения с движущимся средством;

- быть расположены на безопасном расстоянии от постоянного рабочего места;

- иметь достаточное освещение на лестницах и уклонах;

- иметь дорожку на безопасном расстоянии от движущегося средства;

- быть достаточно широкими для движения машин;

- иметь маркировку или стрелки, показывающие направление движения;

- иметь заграждение там, где есть опасность оступиться и упасть;

- иметь поручни при наличии более трех ступенек;

5.7 Требования безопасности к материалам, заготовкам и готовым деталям

- заготовки и материалы должны храниться в специально отведенных для них помещениях или на специальных площадках;

- абразивный и эльборовый инструмент следует хранить в соответствии с ГОСТ 12.3.028-82 «Система стандартов безопасности труда. Процессы обработки абразивным и эльборовым инструментом. Требования безопасности»;

- стеллажи, ячейки и ящики для хранения кругов должны быть обшиты деревом или другим мягким материалом;

- протяжки (броши), фрезы больших размеров и другой уникальный инструмент хранятся и транспортируются в специальных футлярах.

- хранение и транспортировка СОЖ должны осуществляться по ГОСТ1510-84 « Нефть и нефтепродукты».

- бензин, керосин растворители и другие горючие материалы хранятся в отдельных помещениях с соблюдением требований пожарной безопасности по ГОСТ 12.1.004-91 «Пожарная безопасность. Общие требования»

5.8 Требования безопасности к отходам

- отходы титановых сплавов собираются в специальную закрытую или герметичную металлическую тару с надписью: « Отходы титана» и хранятся в специальном отведенном сухом месте;

- стружка и пыль магниевых сплавов хранятся в закрытой металлической таре (исключение магний - литейных сплавов);

- в местах хранения титановых и магниевых сплавов должны быть средства тушения: сухой песок, доломитовая пыль, порошковый флюс, огнетушители, заряженные порошковыми веществами;

- химические вещества и материалы с содержанием легковоспламеняющихся, взрывоопасных или токсичных компонентов хранятся на специальных складах, изолированных от других помещений, «Складские здания»;

- для размещения отходов производства на территории организации должно быть получено разрешение в установленном порядке;

- места складирования всех видов отходов должны быть определены приказом (распоряжением) нанимателя;

5.9 Требования безопасности, предъявляемые к складированию материалов на территории участка

- на тару должна быть нанесена маркировка: дата изготовления, условное обозначение, масса тары, масса брутто и назначение;

- складские помещения не должны противоречить условиям технологического процесса, санитарными и противопожарными требованиями;

- складские помещения оборудуются стеллажами, которые по своим размерам должны соответствовать наибольшим габаритам укладываемых на них материалов, заготовок, деталей;

- стеллажи должны быть рассчитаны на соответствующие нагрузки, исправны и закреплены таким образом, чтобы исключить возможность их падения;

- на каждом стеллаже должны быть указаны предельно допустимые для них нагрузки;

- ширина проходов между стеллажами и штабелями штучных грузов должна быть не менее 0,7 м; полы в складских помещениях должны быть ровными.

5.10 Опасные и вредные производственные факторы при эксплуатации производственного помещения

Производственные здания и сооружения для размещения цехов и участков холодной обработки металлов следует выполнять из несгораемого, огнестойкого материала и располагать с подветренной стороны для ветров преобладающего направления по отношению к жилой застройке на расстоянии, определяемом расчетом рассеивания вредных веществ, но не менее 50 метров.

Цехи и участки для холодной обработки металла должны размещаться в одноэтажных зданиях с застекленными окнами и светоаэрационными фонарями.

Допускается размещение цехов, участков холодной обработки металлов в многоэтажных зданиях. В этом случае междуэтажные перекрытия должны быть рассчитаны на действие соответствующих статических и динамических нагрузок.

5.10.1 Производственная санитария и гигиена труда

Факторы производственной среды, определяющие санитарно-гигиенические условия труда, могут при определенной интенсивности или концентрации неблагоприятно действовать на здоровье человека. При определенном уровне и продолжительности воздействия вредные производственные факторы могут стать опасными. Например:

- производственная пыль, в зависимости от ее токсичности, может быть как причиной общего (катар верхних дыхательных путей) или профессионального (силикоз) заболевания, так и причиной острого отравления или травмы роговицы глаза;

- производственные вибрации при определенных условиях могут стать не только вредным фактором, снижающим работоспособность человека, но и вызвать поломку отдельных механизмов, а то и целых машин, стать причиной аварии.

Если изменения окружающих условий превосходят возможности регуляционных механизмов человека, то есть естественную систему защиты, то ухудшается деятельность его органов чувств, центральной нервной системы, мышц, желез. Обычными факторами условий работы на любом рабочем месте являются микроклимат, количество и качество освещения, уровень шума.

Микроклимат при котором человек, не подвергаясь опасности заболевания, может производительно трудиться, принято считать комфортным. Чтобы организм мог справиться с задачей теплового баланса, параметры микроклимата не должны превышать определенных пределов. Диапазон может быть различным у разных людей, он может меняться в зависимости от времени года, от одежды, тяжести выполняемой работы и культуры. Однако, всеми людьми принимается благоприятной среда с температурой от 20 до 25 градусов по Цельсию при относительной влажности от 30% до 70%, если физическая нагрузка слабая и вблизи нет источника тепла. Для создания зоны комфорта благоприятна скорость движения воздуха в пределах от 0,1 до 0,3 м/с.

5.11 Мероприятия по снижению уровня опасных и вредных факторов

Снижение воздействия опасных и вредных факторов на всех этапах эксплуатации производственного участка.

Способы защиты от травм во время работы на станках с зонами захвата.

- установка защитных приспособлений;

- вокруг опасной зоны нужно установить ограждение для предотвращения прямого контакта с движущимися частями или другими опасными зонами;

- на всех работах, где могут отлетать кусочки, которые могут травмировать глаза, рабочие должны пользоваться защитными очками.

Мероприятия, предупреждающие поражение электрическим током.

К защитным мероприятиям, предупреждающим опасность поражения электрическим током, относятся:

- применение малого напряжения;

- выбор и установка электрооборудования в соответствии с условиями окружающей среды

- ограждение токоведущих частей электрооборудования;

- устройство заземления или зануления всех металлических конструкций, которые могут оказаться под напряжением, а также применение защитного отключения;

- применение защитных средств, при обслуживании электроустановок;

- организационные мероприятия, обеспечивающие безопасность производства работ.

Мероприятия производственной санитарии для разработанного производственного участка.

Отопление.

Рекомендуется использовать воздушные системы отопления, совмещенные с приточной вентиляцией. В нерабочее время для дежурного отопления может быть использована рециркуляция воздуха. Для отопления должны использоваться нагревательные приборы с гладкой, легко очищаемой от пыли поверхностью. Запрещается в производственных и во вспомогательных помещениях применение бытовых и самодельных электронагревательных приборов.

Вентиляция и кондиционирование на производственном участке.

Существует несколько способов охлаждения воздуха на рабочем месте. Основная идея заключается в защите от проникновения внешнего тепла и устройстве вентиляции: естественной или искусственной.

Тепловое напряжение в значительной степени увеличивается при использовании оборудования и производственных процессов, выделяющих тепло. Оператор, естественно, должен быть защищен от жары. Это можно сделать при соблюдении следующих правил:

- оборудование и процессы, выделяющие тепло, должны быть расположены снаружи или иметь соприкосновение с наружной частью здания, чтобы тепло могло выделяться в атмосферу;

- интенсивность тепловой радиации, 100

Микроклимат производственного участка:

- температура в градусах Цельсия.: холодный период года15-22, теплый период года 16-27;

- влажность, %15-75;

- скорость движения воздуха ,м/с: холодный(<0.3), теплый(0,2-0,5)

Освещение.

Освещение рабочих мест должно соответствовать СанПиН 2.2.12.2.1.1278-03 «Гигиенические требования к естественному, искусственному и совмещенному освещению». Для создания светового комфорта в механических цехах используют естественное освещение, создаваемое дневным светом, проникающим через световые проемы в наружных и ограждающих конструкциях; искусственное освещение, создаваемое электрическими источниками света и совмещенное освещение, при котором недостаточное по нормам естественное освещение дополняют искусственным.

Для местного освещения следует применять светильники, установленные на металлорежущих станках. Для местного освещения следует применять светильники с непросвечивающими отражателями с защитным углом не менее 30 градусов.

- естественное освещение при разряде работы -3 в К.Е.О., % (0,7-0,9)

- электрическое освещение при разряде работы 3-4 освещенность (2000/500).

Уровень шума и вредных веществ в рабочей зоне.

Для уменьшения уровня механического шума необходимо своевременно проводить ремонт оборудования, заменять ударные процессы на безударные, шире применять принудительное смазывание трущихся поверхностей, применять балансировку вращающихся частей.

Значительное снижение шума достигается при замене подшипников качения на подшипники скольжения (шум снижается на 10-15 дБ), зубчатых и цепных передач - клиноременными и зубчатоременными передачами, металлических деталей - деталями из пластмасс.

Широкое применение получили методы снижения шума на пути его распространения посредством установки звукоизолирующих и звукопоглощающих преград в виде экранов, перегородок, кожухов, кабин.

- предельный спектр шума, дБ по ПС-75;

- уровень шума общий, дБ -80

- уровень общей вибрации на рабочем месте, дБ при F=2-63Гц(92)

- уровень местной вибрации на рабочем месте, дБ при F=8-1000Гц(112)

Мерами профилактики и защиты при работе с вредными веществами являются:

- маркировка;

- инструкции по использованию и по технике безопасности;

- информация;

- безопасность при хранении и транспортировке химикатов;

- замена опасных веществ и материалов;

- улучшение технологических процессов и их герметизация;

- вентиляция;

- средства индивидуальной защиты

- газовый состав воздуха: % по объему- кислород 21; углекислота 0,1

- вредные примеси: ПДК, : аэрозоли масла- 5, пыль абразивная-2, окись железа-6;

5.12 Мероприятия по снижению эргономических причин несчастных случаев и профзаболеваний

Чтобы избежать возможных болезней, не создавать условий для производственной травмы необходимо правильно спроектировать рабочее место, учесть особенности человека в его взаимосвязи с машиной. При решении проблем эргономики необходимо определить объем рабочего места, зоны досягаемости для конечностей оператора, расстояние от оператора до станка.

Организация рабочего места заключается в выборе рабочей позы, определении рабочих зон, размещении органов управления, индикаторов, инструментов и заготовок.

Для ограничения статической работы до возможного минимума или полного исключения следует:

- ограничить до минимума выполнение работы в неудобном (неестественном) положении тела или конечностей;

- исключить выполнение работ в течение продолжительного периода времени в положении, когда руки разведены в стороны, подняты вверх, вытянуты вперед;

- ограничить продолжительность удержания инструмента, материала или переноски груза;

- ограничить случаи сохранения неподвижного положения тела при выполнении работ.

Ручной инструмент должен быть приспособлен к индивидуальным особенностям рабочего.

При выборе органов управления необходимо учитывать, насколько диктуемые ими рабочие движения соответствуют рефлекторным реакциям человека.

Все информационные и сигнальные системы, используемые для инициирования операций, должны быть по возможности простыми.

При передаче информации в рамках повседневной работы лучше всего пользоваться краткими и четкими инструкциями.

Повышение надежности работы рабочего возможно при оптимальном эргономическом и психофизическом согласовании рабочего со станком и создании нормальных условий жизнедеятельности в процессе работы, так как помехи (шум, грязь, свет, вибрация и т.д.) снижают надежность.

5.12.1 Методы уменьшения дискомфорта при работе с дисплеями и на станках с ЧПУ

(Санитарные Правила и нормы 2.2.22.4.1340-03)

Дискомфорт от работы с дисплеями можно уменьшить следующими методами:

- тщательной настройкой дисплея к индивидуальным особенностям зрения;

- установкой расстояния между глазами и дисплеем (оптимально 60-70 см и не ближе 50 см) и положения дисплея к конкретному работнику (нижний уровень экрана на 20 см ниже уровня глаз, уровень верхний кромки экрана на высоте лба);

- регулировкой общего освещения на рабочем месте для достижения нужной интенсивности или обеспечением индивидуального освещения на рабочих местах;

- обеспечением возможности отдыха после продолжительных операций, создающих нагрузку на глаза, обеспечением таких условий, чтобы работники могли отдыхать в отдельном помещении, где можно снять усталость глаз, сделать физические упражнения;

- обеспечением регулировки высоты рабочего кресла и удобства сидения.

5.13 Организация пожарной безопасности разработанного участка

Организация пожарной безопасности разработанного участка регулируется федеральным законом Российской Федерации от 21 декабря 1994 г. № 69-ФЗ, ГОСТ12.1.004-91 «ССБТ. Пожарная безопасность. Общие требования (с изменениями от 1995 г.)», Правилами пожарной безопасности в РФ (ППБ 01-03).

При обеспечении пожарной безопасности решаются четыре задачи:

-предотвращение пожаров и возгораний;

- локализация возникших пожаров;

- защита людей и материальных ценностей;

- тушение пожаров;

Предотвращение образования источников возгорания достигается:

- соответствующим исполнением, применением и режимом эксплуатации машин и механизмов;

- устройством молниезащиты зданий и сооружений;

- ликвидацией условий для самовозгорания;

- регламентацией допустимой температуры и энергии искрового разряда.

Пожарная защита реализуется следующими мероприятиями:

- применением негорючих и трудногорючих веществ и материалов;

- ограничением количества горючих веществ;

- ограничением распространения пожара;

- применением средств пожаротушения;

- регламентацией пределов огнестойкости;

- созданием условий для эвакуации людей, а также применением противодымной защиты;

- применением пожарной сигнализации и связи. Применяемые средства сигнализации и связи:

- электрическая (разбить стекло и нажать кнопку)

- автоматическая (тепловые и фотоэлектрические)

- телефонная (указать место возникновения пожара, что горит, сообщить свою фамилию).

ИТР и рабочие должны ЗНАТЬ:

- особо пожароопасные участки, а также места для курения;

- места расположения пожарной сигнализации и телефоны пожарной части;

- места, где находятся средства тушения пожара и правила пользования ими;

- места хранения отходов, ветоши, мусора;

- правила ведения огневых работ.

Заключение

В результате работы над дипломным проектом был разработан технологический процесс обработки детали «Корпус толкателя» в условиях среднесерийного производства. При подготовке к разработке процесса были рассмотрены конструкция и назначение детали, была проанализирована технологичность детали, изучены физические, химические и технологические свойства материала заготовки стали 20ХМЛ.

При составлении технологического процесса были оценены и выбраны наименее трудоёмкие и экономичные способы изготовления детали, путём анализа методов получения заготовки и способов получения готовой детали, выбрано оборудование, произведены все необходимые расчеты, связанные с выбором оптимальных режимов резания, припусками, нормированием операций, а также все остальные сопутствующие расчёты.

Также были рассчитаны и сконструированы: специальный режущий инструмент для сверлильной операции, калибр калибр-пробка гладкая для токарной операции, специальное приспособление для закрепления детали и сверления отверстий, а так же составлена управляющая программа для сверлильной операции с числовым программным управлением при помощи системы автоматизированного проектирования ADEM-8,0.

Таким образом, для разработанного технологического процесса на основе выполненной расчётно-технологической и конструкторско-технологической частей проекта, спроектирован участок механического цеха для изготовления детали «Корпус толкателя» в условиях среднесерийного производства, определены его технико-экономические показатели и обоснована экономическая эффективность от внедрения разработанного процесса.

Литература

1. Аносов Ю.Н., Бекренев Л.Л., Дурнев В.Д., Зайце Г.Н., Салтыков В.А., Федюкин В.К. Основы отраслевых технологий и организации производства,- изд.3-е.-СПб.: Политика, 2007.

2. Антонюк В.Е. Справочник конструктора. - М.: Машиностроение 2009

3. Балабанов А.Н. Краткий справочник технолога машиностроения.- М.: Машиностроение, 2008.

4. Барановский Ю.В. Режимы резания металлов.- М.: Машиностроение, 2004.

5. Горбацевич А.Ф. Курсовое проектирование по технологии машиностроению.- Минск.: Высшая школа, 2005.

6. Горошкин А.К. Приспособления для металлорежущих станков.- М..-Машиностроение 2006г.

7. Данилевский В.В. Справочник молодого технолога-машиностроителя.- М.: Высшая школа, 2009.

8. Заработная плата. - М.: Инфра, 2008.

9. Каспина Т.И., Шинемарев В.Ю. Машиностроительное производство. - М.: Академия, 2004.

10. Колосков М.М. Марочник сталей и сплавов. - М.: Машиностроение, 2003.

11. Косиловой А.Г. Справочник технолога-машиностроителя Т. 1 и Т.2.- М.: Машиностроение, 2006.

12. Миллер Э. Техническое нормирование.- М.: Машиностроение, 2009.

13. Нефедов Н.А. Сборник задач и примеров по резанью металлов и режущему инструменту.- М.: Машиностроение, 2006.

14. Никифоров В.М. Технология металлов и конструкционные материалы. - М.: Высшая школа, 1980.

15. Новацкий Н.К. Организация производства на предприятии. - М.: Финансы и статистика, 2001.

16. Общие машиностроительные нормативы времени Т1,- изд.2-е.-М.: Машиностроение, 2006.

17. Общие машиностроительные нормативы времени Т2,- изд.2-е.-М.: Машиностроение, 2006.

18. Панов А.А. Справочник технолога. Обработка металлов резанием.- М.: Машиностроение, 1988.

19. Руденко Л.А., Харламов Ю.А., Плескач В.М. Проектирование и производство заготовок в машиностроении. - К.: Выща школа, 1991.

20. Швандаро В.А. Экономика предприятия. - М.: Юнити, 1998.

21. ГОСТ 26645-85 Отливки из металлов и сплавов.

22. ГОСТ 2015-84 Калибры гладкие нерегулируемые. Технические требования.

23. ГОСТ 25347-82 Основные нормы взаимозаменяемости. Единая система допусков и посадок. Поля допусков и рекомендуемые посадки.

24. http://ru.wikipedia.org/wik

25. http://www.kompron.ru/prodaja/metallorejushee

26. http://www.rustan.ru/stanki