Разработка специализированного участка по обработке коленчатых валов поршневых компрессоров
Работа из раздела: «
Производство и технологии»
/
Содержание
Введение
1. Технологическая часть
1.1 Назначение машины и сборочной единицы, в которую входит заданная деталь
1.2 Конструкторско-технологическая характеристика детали
1.3 Кодирование детали
1.4 Технический контроль чертежа
1.5 Анализ технологичности конструкции детали в зависимости от ее обработки в различных типах производства
1.6 Определение типа производства и метода работы, расчет величины партии деталей
1.7 Выбор вида заготовки
1.8 Выбор баз обработки
1.9 Составление маршрута механической обработки, выбор структуры операции и необходимого оборудования
1.10 Расчет припусков на механическую обработку
1.11 Расчет режимов резания и техническое нормирование
1.12 Расчет технологического процесса на точность
2. Специальная часть
2.1 Обеспечение качества обработки сверлением
3. Конструкторская часть
3.1 Приспособление сверлильное
3.2 Приспособление фрезерное
3.3 Сверло для глубокого сверления
4. Организационно-экономическая часть
4.1 Организационная часть
4.1.1 Определение потребного количества оборудования с учетом его дозагрузки и рабочих мест
4.1.2 Расчет количества основных производственных рабочих
4.1.3 Определение вспомогательных подразделений, входящих в состав участка, расчет их площадей
4.1.4 Определение количества вспомогательных рабочих, ИТР
4.1.5 Выбор подъемно-транспортного оборудования
4.1.6 Определение общей площади участка и основных его параметров
4.1.7 Выбор строительных параметров здания
4.1.8 Разработка плана расположения оборудования и рабочих мест
4.2 Экономическая часть
4.2.1 Расчёт фондов заработной платы основных рабочих
4.2.2 Расчет общей стоимости основных средств
4.2.3 Определение плановой себестоимости изготовления деталей
4.2.4 Технико-экономические показатели участка
5. Раздел охраны труда и охраны окружающей среды
5.1 Анализ потенциальных опасностей и вредностей проектируемого участка
5.1.1 Общая характеристика участка
5.1.2 Опасность производственного травматизма
5.1.3 Электробезопасность
5.1.4 Пожаровзрывобезопасность
5.1.5 Шум и вибрация
5.1.6 Микроклимат
5.1.7 Освещение
5.1.8 Эргономика
5.2 Организация охраны труда на участке
5.3 Охрана окружающей среды
Заключение
Список использованной литературы
Приложения
Введение
Совокупность методов и приемов изготовления машин, выработанных в течение длительного времени и используемых в определенной области производства, составляет технологию этой области. В связи с этим возникли понятия: технология литья, технология обработки давлением, технология сварки, технология механической обработки, технология сборки машин.
Все дипломное проектирование является завершающей частью учебного процесса на специальности «Технология машиностроения». Целью данного дипломного проекта является разработка проекта специализированного участка по обработке коленчатых валов поршневых компрессоров.
В ходе выполнения проекта необходимо выбрать станки для соответствующей обработки, оснастку и приспособления. Рассчитать припуски, режимы резания и нормы времени. Выбрать и экономически обосновать способ получения заготовки.
На основе разработанного технологического процесса механической обработки необходимо выполнить планировку участка механической обработки, рассчитать показатели работы участка и себестоимость изготовления детали.
Необходимо также разработать мероприятия по обеспечению безопасности труда на проектируемом участке, рассчитать технико-экономические показатели изготовления коробки.
1. Технологическая часть
1.1 Назначение машины и сборочной единицы, в которую входит заданная деталь
Компрессоры 1ФУ40, ФУУ80Р и ФУ40Р предназначены для работы в составе стационарных холодильных машин в системах кондиционирования воздуха. Их основная задача всасывание паров хладагента из испарителей и сжатия их до давления конденсации.
Основные части компрессора: блок-картер, коленчатый вал, шатунно-поршневая группа, комбинированные клапаны, сальник, масляный насос, запорные вентили, масляные фильтры грубой и тонкой очистки, предохранительные клапаны.
Техническая характеристика компрессора 1ФУ40 приведена в таблице 1
Таблица 1- Техническая характеристика компрессора 1ФУ40
|
Тип
|
Поршневой одноступенчатый непрямоточный блок-картерный
|
|
|
Номинальная мощность, кВт
|
17,5
|
|
|
Частота вращения, с-1 (об/мин)
|
25 (1500)
|
|
|
Рабочее давление воздуха, МПа (кгс/см2)
|
7
|
|
|
На рисунке 1 представлен общий вид компрессора 1ФУ40.
Рисунок 1. Компрессор 1ФУ40:
1 -- фильтр масляный; 2 -- вентиль слива масла; 3--крышка (со смотровым стеклом); 4--крышка передняя; 8 -- блок-картер; 6 -- вентиль всасывающий; 7 -- сальник;8 -- вентиль манометра давления масла; 9--штуцер отбора давления масла к датчику-реле разности давлений (высокое давление);10 -- штуцер отбора давления нагнетания к датчику-реле давления;11 -- штуцер отбора давления нагнетания к манометру; 12--вентиль нагнетательный; 13 -- крышка верхняя; 14 -- клапан предохранительный; 15 -- вентиль к манометру и датчику-реле разности давлений (низкое давление); 16 -- крышка боковая; 17--штуцер отбора давления всасывания к манометру; 18 -- штуцер отбора давления всасывания к датчику-реле давления;
I -- всасывание; II -- нагнетание
На рисунке 2 представлен продольный разрез компрессора 1ФУ40.
Рисунок 2. Компрессор 1ФУ40. Продольный разрез:
1-- насос масляный; 2 -- поршень и шатун в сборе; 3 -- клапан комбинированный;4--гильза; 5--противовес; 6--вал коленчатый; 7--подшипник; 8--фильтр-заборник
Рисунок 3. Компрессор ФУ40Р.
1.2 Конструкторско-технологическая характеристика детали
Деталь Вал коленчатый относится к классу валов, наибольшие габаритные размеры: длина 604 мм, ширина 85 мм, высота 150 мм.
Рисунок 4 - Вал коленчатый
Поверхность А имеет высокую степень точности O58h5(-0.013) и низкую шероховатость 0,32мкм.
Поверхность Б предназначена для установки на неё опорного подшипника качения, с этим связана высокая степень точности и низкая шероховатость 0,8мкм.
Коленчатый вал стальной штампованный, с расположением колен под углом 180°. Насадные противовесы вала крепятся к валу двумя болтами. Коленчатый вал вращается в двух опорных подшипниках качения. Левый подшипник, установленный в корпусе подшипника, жёстко зафиксирован по отношению к блок-картеру. Правый подшипник крепится на валу стопорным кольцом. Наружное кольцо его не закреплено, что даёт возможность перемещения вала в сторону сальника при температурных деформациях.
На левом конце вала установлены два штифта, через которые передаётся вращение поводку масляного насоса. Правый конец вала имеет консольный конец с сегментной шпонкой для соединения с приводом. Выход вала из картера уплотняется сальником. Для смазки шатунных шеек в коленчатом валу имеются отверстия. Технологические отверстия глушатся пробками, поставленными на свинцовом глете или эпоксидной смоле.
Материалом детали Вал коленчатый является Сталь 45 ГОСТ 1050-88.
Химический состав и механические свойства приведены в таблице 2 и 3
Таблица 2 - Химический состав
|
Химический элемент
|
%
|
|
|
Кремний (Si)
|
0.17-0.37
|
|
|
Медь (Cu), не более
|
0.25
|
|
|
Мышьяк (As), не более
|
0.08
|
|
|
Марганец (Mn)
|
0.50-0.80
|
|
|
Никель (Ni), не более
|
0.25
|
|
|
Фосфор (P), не более
|
0.035
|
|
|
Хром (Cr), не более
|
0.25
|
|
|
Сера (S), не более
|
0.04
|
|
|
Таблица 3 - Механические свойства
|
Сортамент
|
Размер
|
sв
|
sT
|
d5
|
y
|
KCU
|
Термообр.
|
|
|
-
|
мм
|
МПа
|
МПа
|
%
|
%
|
кДж / м2
|
-
|
|
|
Лист горячекатан.
|
80
|
590
|
|
18
|
|
|
Состояние поставки
|
|
|
Полоса горячекатан.
|
6-25
|
600
|
|
16
|
40
|
|
Состояние поставки
|
|
|
Поковки
|
100-300
|
470
|
245
|
19
|
42
|
390
|
Нормализация
|
|
|
Поковки
|
300-500
|
470
|
245
|
17
|
35
|
340
|
Нормализация
|
|
|
Поковки
|
500-800
|
470
|
245
|
15
|
30
|
340
|
Нормализация
|
|
|
На участке обрабатываются также следующие детали: вал компрессора ФУУ80Р и вал компрессора ФУ40Р. Данные детали представлены на листе №1 графической части.
1.3 Кодирование детали
Руководствуясь чертежом детали, составляем ее технологический код.
В классификаторе ЕСКД установлена 14-значная структура технологического кода, составленного из двух частей: кода классификационных группировок основных признаков (постоянная часть кода) и кода классификационных группировок признаков, определяющих вид детали (переменная часть кода).
Структура кода классификационных группировок основных технологических признаков представлена размерной характеристикой, группой материала и видом детали по технологическому методу изготовления [7].
Кодирование детали по размерной характеристике выполняется тремя знаками - позиция 1, 2, 3. Деталь Вал коленчатый относится к деталям класса валов, поэтому первым знаком кодируется ширина, которая составляет 85 мм. Данному размеру соответствует код 3. Длина детали, кодируемая вторым знаком, составляет 604 мм и соответствует коду 9. Третьим знаком кодируется высота, она составляет 150 мм и соответствует коду 6.
Кодирование детали по группам материала выполняется двумя знаками (позиция 4, 5). Материалом детали является сталь 45, что соответствует 0,2 коду.
Позиция 6 технологического кода детали содержит код детали в соответствии с ее видом по технологическому методу изготовления. Рассматриваемая деталь обрабатывается резанием (код 2).
Структура переменной части технологического кода детали включает в себя вид исходной заготовки, квалитет, параметр шероховатости или отклонения формы и расположения поверхностей, степень точности, вид дополнительной обработки и характеристику массы.
Кодирование по виду исходной заготовки выполняется двумя знаками (позиция 7, 8). Исходной заготовкой является отливка - 2,4 код.
Следующие две позиции (9, 10) представляют собой код по квалитету точности размеров детали. При определении по чертежу детали квалитета точности размеров наружных поверхностей (позиция 9) не учитывается точность резьбовых поверхностей, наибольший диаметр зубьев, шпоночного паза, которые не являются поверхностями вращения. Исходя из вышесказанного, код позиции 9 - 4, который соответствует 5 квалитету. При кодировании квалитета точности размеров внутренних поверхностей детали (позиция 10) учитывается точность отверстия - 7 квалитет (4 код).
Параметр шероховатости или отклонения формы и расположения поверхностей кодируется двумя знаками (позиция 11) по наименьшей шероховатости и с учетом наличия требований отклонения формы и расположения поверхностей. Наименьшая шероховатость поверхности - 0,32 мкм, что соответствует коду 4.
Позиция 12 обозначает наивысшую степень точности на допуски формы и расположения поверхностей. Наивысшей - 4 степени точности на допуски формы и расположения поверхностей соответствует код 5.
Вид дополнительной обработки - позиция 13 - кодируется одним знаком. Код этой позиции - 6.
Последним кодируют “Характеристику массы” одним знаком. Масса детали составляет 15 кг, что соответствует коду Д.
Используя вышенайденные коды, формируем полный технологический код детали указанный в таблице 4.
Таблица 4 - Технологический код детали
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
10
|
11
|
12
|
13
|
14
|
|
|
3
|
9
|
6
|
0
|
2
|
2
|
2
|
4
|
4
|
4
|
4
|
5
|
6
|
Д
|
|
|
1.4 Технический контроль чертежа
Современный рабочий чертеж детали обычно содержит высокие требования, строгое выполнение которых обеспечивает выполнение изготовленной деталью предназначенных ей функций, длительность ее работоспособности. Эти требования излагают в виде изображений, условных знаков и текстовых записей на поле чертежа.
Рабочий чертеж детали Вал коленчатый выполнен на листе бумаги стандартного формата А1.
Изображения определяют геометрическую форму детали, расположение основных поверхностей, расположение резьбовых и внутренних цилиндрических поверхностей с исчерпывающей полнотой. Их число по возможности должно быть наименьшим. На рабочем чертеже выполнены два вида, несколько разрезов.
Элементы детали после изготовления могут оказаться несколько смещены относительно друг друга, а их геометрическая форма отклоняется от заданной теоретической. Поэтому на чертеже указаны допустимые отклонения формы и расположения поверхностей.
Большое значение для работоспособности детали имеет микрогеометрия ее поверхностей. Поэтому на чертеже даны указания о допустимых микронеровностях (шероховатости) на поверхностях, ограничивающих деталь. Самые высокие требования к шероховатости имеют наиболее ответственные поверхности плоскости разъёма и внутренние цилиндрические поверхности (0,32 мкм).
На чертеже заданы размеры всех элементов детали и их взаимного положения. Действительные размеры изготовленной детали всегда отличаются от заданных номинальных, определенных расчетом или некоторыми условиями, на небольшую величину. Поэтому на чертеже указаны допустимые пределы этих отклонений. Большинство поверхностей данной детали имеют точность 14 квалитета.
Технические требования, содержат сведения которые нецелесообразно или нельзя выразить условными обозначениями. Технические требования на изготовление детали содержат: а) сведения о способе получения заготовки - штамповка на кривошипных прессах; б) точность заготовки; в) твердость заготовки HRCэ - 22…24; г) место проверки твёрдости; д) неуказанные литейные радиусы и уклоны; е) сведения о неуказанных предельных отклонений - отверстий по H14, валов по h14, остальных по ±IT14/2; ж) данные о дополнительной обработке; з) размеры для справок.
1.5 Анализ технологичности конструкции детали в зависимости от ее обработки в различных типах производства
Технологичность конструкции изделия - совокупность свойств конструкции изделия, определяющие ее приспособленность к достижению оптимальных затрат при производстве, эксплуатации и ремонте для заданных показателей качества, объема выпуска и условий выполнения работ. Технологичность конструкции - параметр, оценивающий деталь в отношении возможности оптимального использования материалов, средств и времени при ее изготовлении и ремонте. Технологичность конструкции обеспечивают применением индивидуальных решений в каждом отдельном случае.
Анализ технологичности конструкции детали проводится на основе количественной и качественной оценки с учетом установленного объема выпуска и типа производства.
В качестве количественных показателей рассматриваем: а) коэффициент использования материала; б) коэффициент точности обработки; в) коэффициент шероховатости поверхностей.
Коэффициент использования материала представляет собой отношение массы готовой детали к массе исходного материала и рассчитывается по формуле
, (1)
где МД - масса детали, МД=15 кг;
МЗ - масса заготовки, МЗ=19 кг.
Исходя из произведенного расчета, можно определить, что общий расход материала на изготовление данной детали составляет 30% массы исходного металла.
Коэффициент точности обработки и коэффициент шероховатости определяются из расчета средней точности и шероховатости обрабатываемых поверхностей. Данные по детали целесообразно свести в таблицу 5 и 6.
Таблица 5 - Определение коэффициента точности, КТ
|
Тi
|
ni
|
Ti?ni
|
|
|
5
|
2
|
10
|
|
|
6
|
3
|
18
|
|
|
7
|
2
|
14
|
|
|
8
|
2
|
16
|
|
|
9
|
10
|
90
|
|
|
10
|
4
|
40
|
|
|
14
|
13
|
182
|
|
|
ТСР=10,2
|
КТ=0,9
|
|
|
В первой графе таблиц указываются квалитеты Тi и значения параметра шероховатости Шi обрабатываемых поверхностей детали; во второй - количество размеров или поверхностей ni для каждого квалитета или шероховатости; в третьей графе - произведение предыдущих граф.
Таблица 6 - Определение коэффициента шероховатости, КШ
|
Шi
|
ni
|
Шi?ni
|
|
|
0,32
|
2
|
0,64
|
|
|
0,8
|
3
|
2,4
|
|
|
1,25
|
1
|
1,25
|
|
|
1,6
|
2
|
3,2
|
|
|
2,5
|
6
|
15
|
|
|
3,2
|
2
|
6,4
|
|
|
6,3
|
10
|
63
|
|
|
12,5
|
10
|
125
|
|
|
ШСР=6,02
|
КШ=0,83
|
|
|
Подсчет средней точности и средней шероховатости проводится по формулам [7]
, (2)
, (3)
Руководствуясь базовым (заданным) вариантом конструкции детали проводим оценку технологичности конструкции детали по точности, шероховатости обрабатываемых поверхностей, полученные данные сведём в таблицу 7.
Таблица 7 - Оценка технологичности конструкции детали по точности и шероховатости поверхностей
Для других валов также были определены коэффициенты точности и шероховатости: вал компрессора ФУУ80Р Кт = 0,9, Кш = 0,81; вал компрессора ФУ40Р Кт = 0,9, Кш = 0,82.
Качественная оценка технологичности конструкции детали включает следующие сведения: материал детали (какова его обрабатываемость, стоимость, возможность замены на более легкий и прочный); возможность применения высокопроизводительного оборудования и инструмента и другие сведения, приведенные ниже:
– Высокая точность диаметральных размеров и правильности геометрической формы требует использования станков наивысшей точности, наиболее совершенного режущего инструмента и контрольно-измерительных устройств;
– Унификация размеров с целью сокращения номенклатуры инструмента и возможного исключения специальных инструментов;
– Требуемая от коленчатых валов высокая точность линейных размеров обеспечивается не только использованием высококачественных автоматизированных станков, но и в значительной мере определяется правильность выбора технологических баз и построения линейных размерных цепей, связывающих отдельные поверхности деталей.
Физико-механические свойства материала детали обеспечивают хорошую обрабатываемость резанием и хорошие эксплуатационные свойства, в частности хорошую сопротивляемость средним давлениям и напряжениям.
Шероховатость и точность обрабатываемых поверхностей обеспечивают хорошие эксплуатационные свойства детали, при этом они не завышены, что положительно сказывается на затратах при обработке.
Изготовление коленчатых валов в условиях массово-поточного производства с ежесуточным выпуском более 2000 шт. делает необходимой организацию технологии производства на принципах наивысшей концентрации операций с широким применением автоматических линий и средств автоматического контроля.
1.6 Определение типа производства и метода работы, расчет величины партии деталей
В соответствии с ГОСТ 14.004-83 современное производство подразделяется на три типа: единичное, серийное и массовое.
Серийное производство является основным типом машиностроительного производства. Примерно 70-85% всей продукции машиностроения изготавливается на заводах серийного производства. [7]
Тип производства характеризуется коэффициентом закрепления операций и рассчитывается по формуле
, (4)
где О - число различных операций;
Р - число рабочих мест с различными операциями.
В проектных условиях можно полагать, что коэффициент закрепления операций определяет число операций такой же трудоемкости, как и рассматриваемая, которое можно было бы закрепить за одним рабочим местом для полной его загрузки в течение месяца.
Тогда коэффициент закрепления операций рассчитывается по формуле
(5)
где tв - такт выпуска, мин; F - месячный фонд времени односменной работы рабочего места, ч; m - принятое число смен; Kот - коэффициент, учитывающий простои по организационно- техническим причинам; Nмес - число изделий, запускаемых в производство, шт/мес; tшт - штучное время, мин.
Количество деталей в партии рассчитывается по формуле
, (6)
где N - объём выпуска; T - количество рабочих дней в планируемом периоде выпуска; a - периодичность запуска, дней.
1.7 Выбор вида заготовки
Метод изготовления заготовки определяется формой и размерами детали, технологическими свойствами материала, его температурой плавления, структурной характеристикой (направление волокон и размеры зерна). При выборе заготовки учитываются сортамент материала, имеющееся оборудование, производственная программа, тип производства, степень его автоматизации и механизации.
Выбор способа получения заготовки - очень сложная, трудноразрешимая задача, т.к. различные способы могут надежно обеспечивать технические и экономические требования, предъявляемые к детали. Таким образом, выбранный способ получения заготовки должен быть экономичным, производительным, нетрудоемким, обеспечивающим высокое качество деталей, процессов.
Стальные заготовки изготовляют различными способами штамповки.
Согласно базовому технологическому процессу заготовку получают штамповкой. Это мотивируется тем, что изготовление заготовки данным способом относительно дёшево, требует малой трудоёмкости, обладает относительной простотой при изготовлении. Именно поэтому данный способ применяется как заводской.
В качестве альтернативного способа изготовления заготовки применим штамповку на кривошипных прессах, т.к. данный способ в 2…3 раза производительнее, припуски и допуски на 25…30% меньше по сравнению с базовым способом получения заготовки, расход металла на поковки снижается на 10…15%. Это позволяет снизить трудоемкость и себестоимость дальнейшей механической обработки.
Дальнейший вывод о предпочтении способа получения заготовки возможен после проведения расчёта технологической себестоимости.
Целесообразность выбора определенного вида заготовки может быть решена лишь после расчета технологической себестоимости заготовки по сравниваемым вариантам. Предпочтение следует отдать той заготовке, которая обеспечивает меньшую технологическую себестоимость.
В данном курсовом проекте технико-экономический анализ производится на сопоставление заготовки полученной штамповкой и штамповкой на кривошипных прессах.
Себестоимость заготовки полученной штамповкой можно с достаточной для проектирования точностью определить по формуле[3]:
, (7)
где КМ - коэффициент, зависящий от марки материала, КМ=1,00;
КС - коэффициент, зависящий от группы сложности, КС=1;
Кb - коэффициент, зависящий от массы, Кb=0,8;
КП - коэффициент, зависящий от объёма производства, КП=0,76;
КТ - коэффициент, зависящий от класса точности, КТ=1,05;
СМ - базовая стоимость 1 т заготовки, СМ=373 руб.;
СОТХ - стоимость 1 т отходов, СОТХ=14 руб.;
m - масса детали, m=15 кг;
m1 - масса заготовки, m1=19 кг.
Себестоимость поковки полученной штамповкой на кривошипных прессах можно определить по формуле (4) принимая
СМ - базовая стоимость 1 т заготовки, СМ=186 руб.;
СОТХ - стоимость 1 т отходов, СОТХ=14 руб.;
m - масса детали, m=15 кг;
m1 - масса заготовки, m1=19 кг.
Экономический эффект для сопоставления способов получения заготовок можно определить по формуле
Эз=(Сзаг1-Сзаг2)?N, (8)
где Сзаг1,Сзаг2 - себестоимость сопоставляемых заготовок, руб;
N - годовая программа выпуска, шт.
Эз=(4,46-2,15)?500=1155 (руб).
Результаты расчётов сведём в таблицу 8.
Таблица 8 - Сопоставление вариантов получения заготовки
|
Показатели
|
Заготовка
|
|
|
Вид заготовки
|
Штамповка на прессах
|
Штамповка на кривошипных прессах
|
|
|
Класс точности
|
10
|
10
|
|
|
Группа сложности
|
3
|
3
|
|
|
Масса заготовки, кг
|
19
|
19
|
|
|
Стоимость 1 т заготовок принятых за базу
|
373
|
185
|
|
|
Стоимость 1 т стружки
|
14
|
14
|
|
|
Сопоставляя способы получения заготовки выбираем штамповка на кривошипных прессах, т.к себестоимость получения заготовки данным методом значительно ниже чем при получении заготовки штамповкой.
Горячая объемная штамповка (ГОШ). Этим способом формоизменяют заготовку в штампах под действием внешних приложенных сип, для уменьшения величины которых и облегчения процесса деформации заготовку предварительно нагревают. Штамп - это специальный инструмент с полостью, которая называется ручьем.
Штампованную заготовку называют штампованной поковкой. Способ наиболее эффективен при массовом, крупносерийном и серийном производствах деталей массой от нескольких граммов до нескольких тонн (примерно до 3 т). Горячая объемная штамповка подразделяется на различные виды в зависимости от типов штампа, оборудования исходной заготовки, способа установки заготовки в штампе и т.п.[3]
Конструкция штампа показана на рисунке 5.
Рисунок 5 - Конструкция штампа
1 - Заготовка; 2 - Нижняя часть штампа; 3 - Верхняя часть штампа
Для других валов способ получения аналогичен.
1.8 Выбор баз обработки
Выбор технологических баз в значительной степени определяет точность линейных размеров, относительно положения поверхностей получаемых в процессе обработки, выбор режущих и измерительных инструментов, станочных приспособлений.
Выбор баз осуществляется с соблюдением следующих принципов:
– единство баз;
– постоянство баз;
– принципы кратчайших путей.
Принятые решения по выбору баз обработки разрабатываемого технологического процесса приведены в таблице 9.
Таблица 9 - Выбор баз обработки
|
№
|
Наименование операции
|
Схема установки
|
Базирование
|
|
|
005
|
Центровально-фрезерная
|
|
А,Б-технологическая , двойная опорная, явная база;
|
|
|
010
|
Токарно-винторезная
|
|
А - технологическая, двойная направляющая, скрытая база; Б- технологическая, двойная направляющая, скрытая; В-технологическая, двойная опорная, явная
|
|
|
015
|
Горизонтально-фрезерная
|
|
Б,В- технологическая, двойная опорная, явная база; Г,Д-технологическая, опорная, явная база;
|
|
|
020
|
Радиально-сверлильная
|
/
|
А - технологическая, двойная опорная, явная база; Б - технологическая, двойная опорная, явная
|
|
|
020
|
Радиально-сверлильная
|
|
Б,Д- технологическая, опорная, явная база; В,Г-технологическая, двойная опорная, явная база
|
|
|
030
|
Кругло-шлифовальная
|
|
А- технологическая, двойная направляющая, скрытая
|
|
|
030
|
Кругло-шлифовальная
|
|
А- технологическая, двойная направляющая, скрытая база;
|
|
|
035
|
Токарно-винторезная
|
|
А- технологическая, двойная направляющая, скрытая
|
|
|
040
|
Горизонтально-фрезерная
|
|
А- технологическая, двойная направляющая, скрытая база;
|
|
|
1.9 Составление маршрута механической обработки, выбор структуры операции и необходимого оборудования
Существующий технологический процесс приемлем для детали. Последовательность и содержание операций технологического процесса рассмотрено в таблице 10.
Таблица 10 - Последовательность и содержание операций базового технологического процесса
|
№ операции
|
Содержание операции
|
Оборудование
|
Оснастка
|
Режущий инструмент
|
Контрольно-измерительные средства
|
|
|
000
|
Центровальная
|
Центровальный ВС-110
|
Стандартная
|
Стандартный
|
Стандартные
|
|
|
005
|
Токарно-винторезная
|
Токарно-винторезный 163
|
Стандартная
|
Резец специальный №5
|
Стандартные
|
|
|
010
|
Токарно-винторезная
|
Токарно-винторезный 163
|
Стандартная
|
Стандартный
|
Стандартные
|
|
|
015
|
Токарно-винторезная
|
Токарно-винторезный 163
|
Стандартная
|
Резец специальный №5, Резец специальный №6
|
Стандартные
|
|
|
020
|
Горизонтально-фрезерная
|
Горизонтально-фрезерный 6М82
|
Специальная
|
Стандартный
|
Стандартные
|
|
|
025
|
Радиально-сверлильная
|
Радиально-сверлильный 2Н55
|
Специальная
|
Стандартный
|
Стандартные
|
|
|
030
|
Настольно-сверлильная
|
Настольно-сверлильный НС-12
|
|
Стандартная, зенковка коническая цехового изгот.
|
Стандартные
|
|
|
035
|
Термическая
|
|
|
|
|
|
|
040
|
Слесарная
|
Пресс гидравлический
|
Стандартная
|
Стандартный
|
Стандартные
|
|
|
045
|
Кругло-шлифовальная
|
Кругло-шлифовальный 3М152В
|
Стандартная
|
Стандартный
|
Стандартные
|
|
|
050
|
Кругло-шлифовальная
|
Кругло-шлифовальный 3М152В
|
Специальная, Стандартная
|
Стандартный
|
Стандартные
|
|
|
055
|
Кругло-шлифовальная
|
Кругло-шлифовальный 3М152В
|
Стандартная
|
Стандартный
|
Стандартные
|
|
|
060
|
Токарно-винторезная
|
Токарно-винторезный 1К62
|
Стандартная
|
Стандартный
|
Стандартные
|
|
|
065
|
Вертикально-фрезерная
|
Вертикально-фрезерный 6М12П
|
Стандартная
|
Стандартный
|
Стандартный
|
|
|
070
|
Контрольная
|
|
|
|
|
|
|
Центровальная 000: производится с помощью центровального станка ВС-110, центруется отверстие в торце короткой коренной шейки, используем режущий инструмент Сверло 2317-0008 ГОСТ 14952-75. После этого центруем отверстие в торце длинной коренной шейки применяя тот же инструмент. После чего проверяем размеры. В качестве модернизации операции заменяем центровальный станок на горизонтально - фрезерный и обрабатываем два центровых отверстия вместе.
Токарная 005: производится на токарно-винторезном станке 163, подрезаем торец короткой коренной шейки с помощью специального резца №5. С помощью этого резца подрезаем щёку со стороны короткой шейки и щёку со стороны длинной шейки, точим короткую коренную шейку и шейку под центросместитель. После этого делаем фаски, переустанавливаем деталь, подрезаем торец длинного конца вала, точим коренную шейку и точим фаску. Затем точим шейку под центросместитель, точим конец вала под резьбу и проверяем размеры.
Токарная 010: производится на том же станке. Устанавливается вал в центр передней бабки и люнет, подрезается торец короткого конца вала с помощью резца 2103-0009 Т15К10 ГОСТ 18879-73, зацентровывается отверстие в торце вала (применяется сверло 2317-0011 ГОСТ 14952-75),рассверливается центровое отверстие ( применяется сверло 2301-0042 ГОСТ 10903-77), зенкуется защитная фаска в центровом отверстии ( зенковка 2353-0022 ГОСТ 14953-80). После этого вал переустанавливается. Подрезается торец длинного конца вала (резец 2103-0009 Т15К10 ГОСТ 18879-73), центруется отверстие в торце вала (сверло 2317-0008 ГОСТ 14952-75), зенкуется защитная фаска в центровом отверстии (зенковка 2353-0022 ГОСТ 14953-80), деталь снимается и клеймится ударным способом на торце короткого конца порядковый номер вала (клеймо 7858-0144 ГОСТ 25726-83), после чего проверяются размеры. В качестве модернизации данной операции мы объединили ее с операцией 000.
Токарная 015: станок тот же. Вал устанавливается в центорсместители и выверяется по шатунным шейкам, вал устанавливается с центросместителями в центры станка, врезаются и подрезают левую шейку ( резец специальный №6), точится шатунная шейка с подрезкой торца галтели ( резец специальный №5), точится фаска, затем деталь переустанавливается, врезаются и подрезают щёку второй шатунной шейки (резец специальный №6), точат шатунную шейку с подрезкой торца галтели (резец специальный №5), точат фаску и проверяются размеры.
Фрезерная 020: производится на горизонтально-фрезерном станке 6М82. устанавливается крестовина на длинном конце вала, вал устанавливается в приспособление, выставляется по шатунной щеке и закрепляется, фрезеруется площадка под противовес (фреза 2214-0001 60° ГОСТ 24359-80). Вал поворачивается на 180°, фрезеруется площадка под противовес, вал поворачивается на 90°, фрезеруются боковые поверхности двух щёк, вал поворачивается на 180°, фрезеруются боковые поверхности двух щёки и проверяются размеры.
Сверлильная 025: производится на радиально-сверлильном станке 2Н55. вал устанавливается в приспособление поворачивается на угол 24°20?, сверлится отверстие на проход (сверло напаянное 2300-2178 ГОСТ 886-77), вал поворачивается. Сверлится отверстие на площадке под противовес (сверло напаянное 2300-2178 ГОСТ 886-77), вал поворачивается, сверлится отверстие в центровом отверстии короткого конца вала (сверло напаянное 2300-2178 ГОСТ 886-77), сверлятся два отверстия (сверло 2300-0194 ГОСТ 10902-77) и проверяется размер. В качестве модернизации данной операции мы сверлим только отверстие на проход.
Сверлильная 030: производится на настольно-сверлильном станке НС-12. сверлится по разметкам четыре отверстия в шатунных шейках на выход в масляный канал (сверло 2300-0148 ГОСТ 10902-77, кернер ГОСТ 7213-72), зенкуются фаски в четырёх отверстиях (зенковка коническая цехового изготовления) и проверяются размеры. В качестве модернизации данной операции мы заменяем станок на радиально-сверлильный и сверлим все глубокие отверстия.
Слесарная 040: производится на прессе гидравлическом цехового изготовления. Производится правка вала, проверяется биение коренных шеек вала в центрах (допускается биение до 0,15мм, индикатор ИЧ 10 кл2 ГОСТ 577-68).
Шлифовальная 045: производится на кругло-шлифовальном станке 3М152В. Шлифуется шейка длинного конца вала под центросместитель (круг шлифовальный ПП600х63х305 24А25-32С1-С2 ГОСТ 2424-83), шлифуется шейка короткого конца вала под центросместитель (круг шлифовальный ПП600х63х305 24А25-32С1-С2 ГОСТ 2424-83) и проверяются размеры. В качестве модернизации данной операции мы объединяем её с операцией 055.
Шлифовальная 050: производится на кругло-шлифовальном станке 3М152В. Вал устанавливается в центросместитель, выставляется по шатунным шейкам (разность по высоте не более 0,2мм), вал устанавливается с центросместителями в центры станка, устанавливаются противовесы. Шлифуется первая шатунная шейка и торцы галтелей (круг шлифовальный ПП600х63х305 24А25-32С1-С2 ГОСТ 2424-83), вал переустанавливается с центросместителями с переустановкой противовесов, шлифуется вторая шатунная шейка и торцы галтелей (круг шлифовальный ПП600х63х305 24А25-32С1-С2 ГОСТ 2424-83) и проверяются размеры.
Шлифовальная 055: производится на кругло-шлифовальном станке 3М152В. Шлифуется коренная шейка и торец щеки вала (круг шлифовальный ПП600х63х305 24А25-32С1-С2 ГОСТ 2424-83), шлифуется вторая коренная шейка и торец щеки вала (круг шлифовальный ПП600х63х305 24А25-32С1-С2 ГОСТ 2424-83), шлифуется шейка вала и проверяются размеры.
Токарная 060: производится на токарно-винторезном станке 1К62. Обтачивается и полируется конус на длинном конце вала( резец 2102-0055 Т15К6 ГОСТ 18877-73, шкурка 725х50С114А8НМ ГОСТ 5009-82), обтачивается конец вала под резьбу ( резец 2103-0057 Т15К6 ГОСТ 18879-73), протачивается канавка ( резец НЗИ-0506-4),точится фаска (резец 2660-0005 Т15К6 ГОСТ 18885-73), нарезается резьба (резец 2660-0005 Т15К6 ГОСТ 18885-73), протачиваются канавки и проверяются размеры.
Фрезерная 065: производится на вертикально-фрезерном станке 6М12П. Фрезеруется паз для сегментной шпонки (фреза 2234-0172 ГОСТ 6648-79), фрезеруется паз на М33х1,5 (фреза 2230-0001 ГОСТ 9140-78) и проверяются размеры.
Контрольная 070: проверяются размеры, резьба, конусность.
Проектируемый маршрут обработки разработан с учетом того, что выбор оборудования производится, исходя из габаритных размеров детали; точности обработки; мощности, необходимой для обработки поверхностей и стоимости.
Разработанный маршрут обработки представлен в таблице 11.
Таблица 11 - Разработанный маршрут обработки
|
№ операции
|
Содержание операции
|
Оборудование
|
Оснастка
|
Режущий инструмент
|
Контрольно-измерительные средства
|
|
|
005
|
Центровально-фрезерная
|
Центровально-фрезерный 2Г942
|
Стандартная
|
Стандартный
|
Стандартные
|
|
|
010
|
Токарно-винторезная
|
Токарно-винторезный 163
|
Стандартная
|
Резец специальный
|
Стандартные
|
|
|
015
|
Горизонтально-фрезерная
|
Горизонтально-фрезерный 6М82
|
Специальная
|
Стандартный
|
Стандартные
|
|
|
020
|
Радиально-сверлильная
|
Радиально-сверлильный 2Н55
|
Специальная
|
Стандартный
|
Стандартные
|
|
|
030
|
Кругло-шлифовальная
|
Кругло-шлифовальный 3М152В
|
Стандартная
|
Стандартный
|
Стандартные
|
|
|
035
|
Токарно-винторезная
|
Токарно-винторезный 1К62
|
Стандартная
|
Стандартный
|
Стандартные
|
|
|
040
|
Вертикально-фрезерная
|
Вертикально-фрезерный 6М12П
|
Стандартная
|
Стандартный
|
Стандартные
|
|
|
Подробный маршрут обработки приведён в приложении А.
В связи с изменением способа получения заготовки появилась возможность обработать искусственные технологические базы на одной операции с использованием фрезерно-центровального станка модели 2Г942.
Токарную обработку коренных и шатунных шеек вала произведём на одной операции, используя принцип концентрации технологических переходов, что позволит сделать специально разработанное приспособление с центросместителем.
Отверстия для маслоподвода выполняются на операции 015 с использованием многопозиционного сверлильного приспособления которое будет разработано в конструкторской части. ( Необходимо для других конструкций валов).
Окончательную обработку коренных и шатунных шеек также строим с использованием принципа концентрации.
Технологический процесс с выше указанными изменениями представлен в таблице 9. Более подробно в приложении.
На горизонтально-фрезерной операции применяем станок мод.6К82Г, т.к. данные модели станков отвечают основным требованиям[9]: позволяют полностью разместить на них деталь для обработки, габаритные размеры станка, стоимости и режимов резания.
На каждой операции применяем специализированные приспособления, оснащённые пневмо и гидроприводами, это связано с тем, что применение данных приспособлений позволяет сократить операционное и вспомогательное время, что приводит к снижению себестоимости механической обработки детали. Исходя из вида и характера обработки и материала заготовки выбираем фрезу торцевую и марку инструментального материала. Для фрезерования стали 45 рекомендуется сплав Т5К10 [5]. Назначаются оптимальные геометрические параметры фрезы. Рекомендуются следующие геометрические параметры фрезы: =35, =-5, =15, =5, =45[11]. Конструктивные размеры фрезы назначаем из справочника: D=100мм, число зубьев z=10; [5]. Исходя из оптимальной геометрии режущей части подбираем МНП, уточняя геометрические параметры: =10, =-10, =0,=67, ?=5. Основные конструктивные и габаритные размеры фрезы: D=100мм, Z=10, dопр=32мм [10]. Для контроля применяем стандартный измерительный инструмент штангенциркуль Шц І 125-0,10 ГОСТ 166-80.
На радиально-сверлильной операции применяем станок мод.2Н55, т.к. данные модели станков отвечают основным требованиям: позволяют полностью разместить на них деталь для обработки, габаритные размеры станка, стоимости и режимов резания.
Исходя из вида и характера обработки и материала заготовки выбираем спиральное сверло с коническим хвостовиком и марку инструментального материала. Для сверления отверстия в стали 45 рекомендуется твердый сплав ВК8 [5]. Оптимальные геометрические параметры сверла выбираются исходя из марки обрабатываемого материала. Для сверления отверстия в стали рекомендуются следующие геометрические параметры сверла: 2=118, =45-55, =12-15, =24-32 [10]. Форма заточки режущей части сверла выбирается исходя из его диаметра и обрабатываемого материала.
Основные конструктивные и габаритные параметры сверла: длина сверла L=220 мм, длина рабочей части сверла l=120 мм [12]. Для контроля применяем стандартный измерительный инструмент штангенциркуль Шц І 125-0,10 ГОСТ 166-80.
Выбор основного технического оборудования вёлся из условий применяемости также к другим валам: вал компрессора ФУУ80Р и вал компрессора ФУ40Р, обрабатываемых на участке. Маршрут обработки представлен на листе №3 графической части.
1.10 Расчёт припусков на механическую обработку заготовки
Подробный расчет межоперационных и общих припусков производится на две поверхности - это наружная цилиндрическая поверхность под шлифование и наружная цилиндрическая поверхность под точение [6].
Результаты расчета сведены в таблицы 11 и 12.
Припуск на диаметр при обработке по образующей наружных и внутренних поверхностей вращения рассчитывается по формуле
2Zbmin =2?(Rza+Тa) +2 (9)
где Rza - высота микронеровностей профиля на предшествующем переходе, мкм;
Тa - глубина дефектного поверхностного слоя на предшествующем переходе, мкм;
?а - суммарное значение пространственных отклонений в направлении, нормальном к обрабатываемой поверхности, полученные на предшествующем переходе, мкм;
?b - погрешность установки в направлении, нормальном к обрабатываемой поверхности, полученная на выполняемом технологическом переходе, мкм.
Расчет припусков для шейки:
a) Первый переход:
?а=?К*Ку=3?0,05=0,15 по таблице, ?b=20.
Выбираем по таблицам Rza=240 (мкм), Тa=250 (мкм).
2Zbmin=2(240+250)+2=1020 (мкм).
б) Второй переход:
?а=0,15 (мкм), ?b=0.
Таблица 11 - Расчет промежуточных размеров заготовки при обработке отверстия
|
Обрабатываемый элемент - шейка
|
Размеры: O58 h5-0,013 мм; L =56 мм
|
|
|
№ операции
|
переходы
|
Допуск, мкм
|
2Zmin на диаметр, мкм
|
Наименьший предельный размер, мм
|
Наибольший предельный размер, мм
|
Промежуточный размер заготовки, мм
|
2 Z max на диаметр, мкм
|
|
|
|
По нормативам
|
Принятый
|
Расчетный
|
Принятый
|
Расчетный
|
Принятый
|
|
|
|
|
|
010 010 010 030 030
|
Заготовка-поковка точение: предварительное предварительное окончательное шлифование: предварительное окончательное
|
1900 740 120 46 30 13
|
2000 800 200 50 30 13
|
1020 366 140 85 48
|
1200 400 150 120 50
|
60,820 58,966 58,390 58,165 58,048 -
|
61,000 59,000 58,400 58,200 58,050 57,987
|
63 59,800 58,600 58,250 58,080 58,000
|
62±1 59,4±0,4 58,5±0,1 58-0,013
|
4000 1400 400 200 93
|
|
|
Выбираем Rza=63 (мкм), Тa=120 (мкм).
Подставляем найденные значения в формулу (9)
2Zbmin=366 (мкм).
в) Третий переход:
?а=0,15 (мкм), ?b=0.
Выбираем Rza=20 (мкм), Тa=50 (мкм).
|
Обрабатываемый элемент -
|
Рразмеры Размеры: мм
|
|
|
№ операции
|
переходы
|
Допуск, мкм
|
Zmin на сторону, мкм
|
Наименьший пре- дельный размер, мм
|
Наибольший предельный размер, мм
|
Промежуточный размер заготовки, мм
|
Z max на сторону, мкм
|
|
|
|
По нормативам
|
Принятый
|
Расчетный
|
Принятый
|
Расчетный
|
Принятый
|
|
|
|
|
|
030 030 030
|
Заготовка-поковка шлифование: предварительное предварительное окончательное
|
1600 620 100 62
|
1600 600 100 62
|
- 1180 328 142
|
- 1200 300 187
|
51,580 50,428 50,055 -
|
51,600 50,400 50,100 49,913
|
53,200 51,000 50,200 49,975
|
52,4±0,8 50,7±0,3
|
2200 800 225
|
|
|
Таблица 12 - Расчет промежуточных размеров заготовки для случая обработки плоскости
Подставляем найденные значения в формулу (9)
2Zbmin=140 (мкм).
г) Четвёртый переход:
?а=0,15 (мкм), ?b=0.
Выбираем Rza=12,5 (мкм), Тa=30 (мкм).
Подставляем найденные значения в формулу (9)
2Zbmin=85 (мкм).
д) Пятый переход:
?а=0,15 (мкм), ?b=0.
Выбираем Rza=4 (мкм), Тa=20 (мкм).
Подставляем найденные значения в формулу (9)
2Zbmin=48 (мкм).
Расчет припусков при точении:
a) Первый переход:
?а=1 (мкм), ?b=100 (мкм).
Выбираем по таблицам Rza=240 (мкм), Тa=250 (мкм).
Подставляем найденные значения в формулу (9)
2Zbmin=1180 (мкм).
б) Второй переход:
?а=1 (мкм), ?b=0 (мкм).
Выбираем Rza=63 (мкм), Тa=100 (мкм).
Подставляем найденные значения в формулу (9)
2Zbmin=328 (мкм).
в) Третий переход:
?а=1 (мкм), ?b=0 (мкм).
Выбираем Rza=20 (мкм), Тa=50 (мкм).
Подставляем найденные значения в формулу (9)
2Zbmin=142 (мкм).
1.11 Расчёт режимов резания и техническое нормирование
Расчет режимов резания производим на самую точную поверхность, в нашем случае это шлифование шейки вала o 50 мм на кругло-шлифовальном станке мод. 3М152В.
Полная маркировка круга ПП24 А40НС15КА 35 м/с.
Размеры шлифовального круга Dk=600 мм; Вк=56 мм (по паспорту станка).
Режим резания
Скорость шлифовального круга Vk =35 м/с [5].
Частота вращения шпинделя шлифовальной бабки
, (об/мин) (10)
(об/мин)
Корректируя по паспортным данным станка, принимаем
nш=1100 (об/мин.)
(корректируется только в меньшую сторону).
Режимы резания для окончательного круглого наружного шлифования конструкционных сталей с подачей на каждый ход определяют по [3].
Окружная скорость заготовки Vз =1555 м/мин; принимаем Vз=30 м/мин.
Частота вращения шпинделя передней бабки, соответствующая принятой окружной скорости заготовки:
, (об/мин) (11)
(об/мин.)
Так как частота вращения заготовки регулируется бесступенчато, принимаем nз=30 об/мин.
Глубина шлифования
Радиальная подача [5]
S=15,75 мм/мин или 0,075 мм/об.
Проверка достаточности мощности станка
Мощность затрачиваемая на резание
Np=CNVзztxSydq , (кВт) [5], (12)
где CN - коэффициент, учитывающий условия шлифования;
x, y, z, q - показатели степени;
V, t, S - элементы режима резания;
d - диаметр шлифования, мм.
Для круглого наружного шлифования закаленной стали с подачей на каждый ход шлифовальным кругом зернистостью 50, твердостью С1
CN=0,14; z=1; х=0,8; q=0,2,[5]
тогда Np=0,143010,0751=0,14300,075=0,32 (кВт.)
Мощность на шпинделе станка
Nшп=Nд , кВт
где Nд =7,5 кВт; =0,8 - паспортные данные станка.
Nшп=7,50,8=6 кВт.
Так как Nшп=6 кВтNp=4,63 кВт, то обработка возможна.
Основное время
,( мин) (13)
L= Вк , мм (14)
тогда
L= Вк= 56 мм
(мин.)
Штучное время [1]
Тшт= То+Тв+Тоб+Тот (15)
где Тв- вспомогательное время
Тоб- время обслуживания рабочего места
Тот- время на отдых
Тшт=0,69+0,066+0,0286+0,01 = 0,32х2 = 0,64 (мин)
Для других переходов считаем аналогично.
На остальные операции режимы резания назначаем по укрупнённым нормативам [5] и заносим в карты приложение А.
1.12 Расчёт технологического процесса на точность
Расчет точности механической обработки проводится для шеек, которое является точной поверхностью детали. Проверка на точность ведется на кругло-шлифовальной операции 030. Шейка имеет допуск на размер равный o58h5(-0,013) мм.
Суммирование погрешностей обработки по закону теории вероятности определим по формуле
??= (16)
где ??? - погрешность установки заготовки в приспособлении, ??? = 0;
?н - погрешность настройки станка;
?y - погрешность отжатий системы СПИД;
?и - погрешность, вызываемая размерным износом режущего инструмента, ?и = 0, т.к. используется метод пробных ходов и промеров;
?т - температурные погрешности системы СПИД, ?т=0 мкм;
?ф -погрешность формы обрабатываемой поверхности, ?ф = 0 мкм.
Рассчитываем погрешность отжатий системы СПИД
(17)
где Ру - суммарная составляющая силы резания, Ру=15Н;
J - жесткость технологической системы, J = 50 Н/мкм
Погрешность настройки станка на размер определяется по формуле:
?н=, (18)
деталь конструкция обработка резание
где Кр и Ки - коэффициенты, учитывающие отклонение закона распределения элементарных величин от нормального распределения, Кр=1,14 и Ки = 1;
?р - погрешность регулирования при настройке станка по лимбу.
?р =10 мкм;
?в - погрешность измерений, ?в =7мкм.
?н==12 (мкм).
Таким образом, суммарная погрешность
??=
В результате расчетов технологического процесса на точность погрешность механической обработки составляет ?=12 мкм, что является удовлетворительным, так как допуск на шейку ?= 13 мкм.
Разработанный технологический процесс обеспечивает точность обработки детали.
2. Специальная часть
2.1 Обеспечение качества обработки сверлением
Существуют актуальные проблемы обеспечения качества обработки сверлением. Ниже перечисленны типичные проблемы, возникающие при работе сверлильного инструмента, предназначенного для работы в технологических режимах с применением СОЖ и пути их устранения.
- Типичными проблемами являются: отсутствие подвода СОЖ через шпиндель станка; недостаточное давление и расход СОЖ; несоответствие типа СОЖ данной аппликации.
Необходимо отметить сразу, что отсутствие внутреннего подвода СОЖ на самом станке делает применение сверл с каналами для СОЖ крайне неэффективным, а в ряде случаев вообще невозможным. При наличии данной опции на станке, но малом давлении и расходе также не избежать проблем. Для создания нормальных условий работы инструмента требуется модернизация станка, кардинальное решение - замена шпиндельного узла и рабочей гидростанции.
Опция внутреннего подвода СОЖ на станке должна обеспечивать минимальное давление СОЖ ? 15 бар при расходе ? 30 л/мин для эффективного использования сверл c глубиной сверления до 8 диаметров. Для сверл с глубиной сверления более 8D потребуется P ? 70-80 бар и Q ? 100-120 л/мин.
В отдельных случаях вместо модернизации можно применить устройства для подачи СОЖ от дополнительной гидростанции.
ISCAR предлагает подобные устройства на базе МВ-соединения - CHS-MB или CHR-MB. Однако следует помнить, что при данном варианте становится невозможной автоматическая смена инструмента. Обоснованным такое решение становится при длительном использовании станка на одной операции (с использованием одного инструмента).
Правильный выбор СОЖ оказывает большое влияние на производительность и качество обработки. В большинстве случаев достаточно использовать СОЖ на основе водорастворимых эмульсий. Для обеспечения необходимой шероховатости и повышения стойкости ISCAR рекомендует применять СОЖ с концентрацией не ниже 10-15%. В условиях глубокого сверления и при обработке вязких склонных к налипанию материалов необходимо применять СОЖ на основе минеральных масел. Концентрация - согласно рекомендациям изготовителя.
Применение СОЖ при сверлении является важным фактором успешной работы оборудования и инструмента. При сверлении глубоких отверстий к режущим кромкам инструмента необходимо подводить СОЖ в больших количествах, она облегчает процесс резания, обеспечивает надежное и своевременное вымывание образовавшейся стружки и отвод теплоты от режущих кромок инструмента. Наиболее совершенным методом является подача жидкости через отверстия, проходящие внутри перьев сверла, а наиболее современные конструкции сверл предлагают такие производители как «SECO TOOLS АВ» (Швеция), SANDVIK COROMANT (Швеция) и ISCAR (Израиль). Выбор за потребителем.
Практические советы и рекомендации по сверлению:
Преждевременный износ пластины, сокращающий стойкость инструмента, может возникнуть из-за некорректных режимов резания, неправильно выбранной марки сплава или, даже, типа самого сверла. Нестабильность условий обработки и использование СОЖ в недостаточном количестве может также привести к уменьшению стойкости. В случае выкрашивания режущей кромки необходимо проверить точность центрирования сверла. Отклонение от соосности сверла и заготовки должно быть в пределах +/-0,05 мм.
При недостаточной жесткости системы СПИД, во избежание выкрашивания режущей кромки необходимо выбирать более прочный сплав. В случае нежесткого закрепления пластины, также может возникнуть угроза выкрашивания режущей кромки. Гнездо под пластину и крепежные винты должны поддерживаться в хорошем состоянии. Другим важным фактором, обеспечивающим стабильную работу сверла, является надежность его закрепления в станке, т.е. важно какой патрон используется для этого.
Если отверстие получается большего или меньшего требуемого размера, причиной может быть смещение оси сверла относительно центра. Другой причиной может быть биение шпинделя, завышенное значение подачи или недостаточная жесткость наладки. Если отверстие несимметрично, причиной может быть потеря стабильности процесса обработки из-за недостаточной жесткости наладки или станка. Также возможно выбранные режимы резания не соответствуют обрабатываемому материалу.
Несоответствующее качество поверхности обычно является результатом вибраций возникающих вследствие низкой жесткости наладки. Длина сверла может быть слишком большой, нежесткое закрепление сверла, режимы резания не соответствуют области применения или плохое качество поверхности входа сверла в резание. Может быть недостаточным подвод СОЖ или нарушены условия для эвакуации стружки.
Ограничение износа инструмента при сверлении ведет к надежности обработки. Чрезмерный износ режущей кромки или наростообразование на ней искажают первоначальную геометрию, уменьшая возможное число отверстий просверленных таким сверлом.
Системы сверления:
Рисунок 6 - Эжекторная система
От системы STS отличается наличием двух штанг наружной и внутренней, соединенными со сверлильной головкой. Поток СОЖ подается в пространство между двумя штангами и протекает в основном внутри корпуса инструмента. А вымывание стружки происходит через отверстие внутренней штанги, то есть также внутри инструмента. Такая замкнутая система требует обеспечения меньшего давления СОЖ, по сравнению с ситемой STS, и может успешно применяться на универсальных станках без внесения существенных изменений в их конструкцию
Рисунок 7 - Система STS
Под высоким давлением СОЖ нагнетается в полость между обрабатываемым отверстием и корпусом сверла. Давление СОЖ необходимо поддерживать при помощи насоса. Удаление стружки из зоны резания происходит через полый хвостовик сверла. Высокое давление СОЖ, обеспечивающее лучшее удаление стружки, делает применение данной системы более надежным нежели эжекторной системы. Особенно эффективным является ее использование при обработке материалов, имеющих проблемы со стружкодроблением, таких как низкоуглеродистые и нержавеющие стали. Также областью применения инструмента системы STS можно назвать крупносерийное производство.
Рисунок 8 - Система сверления пушечными сверлами
Пушечные сверла имеют полый хвостовик, сквозь который подается смазочно-охлаждающая жидкость. Далее она проходит по каналу в самом сверле и подается в зону резания через отверстия в режущей головке. Удаление стружки происходит через V-образную стружечную канавку по всей длине сверла. Пушечные сверла могут применяться на обычных обрабатывающих центрах, при возможности осуществления на них подачи СОЖ в зону резания под высоким давлением.
После рассмотрения данных систем сверления и в результате патентных исследований была выбрана система сверления пушечными свёрлами и разработано пушечное однокромочное сверло для глубокого сверления. Подробнее в конструкторской части.
3. Конструкторская часть
3.1 Приспособление сверлильное
Станочными приспособлениями в машиностроении называют дополнительные устройства к металлорежущим станкам, применяемые для установки и закрепления деталей, обрабатываемых на станках. Выбор станочных приспособлений зависит от формы, габаритных размеров и технических требований, предъявляемых к обрабатываемым деталям, а также от типа производства и программы выпуска изделий [15].
Рисунок 9 - Общий вид приспособления для сверления
Разрабатываемое приспособление (рисунок 9) переналаживаемое применяется на операции - 020 радиально-сверлильная. На данной операции производится сверление отверстия. Обработка производиться однокромочное сверло для глубокого сверления ТУ 2-035-722-80 .
Приспособление устанавливается на стол радиально-сверлильного станка 2Н55 посредством Т-образных болтов.
Принцип работы приспособления
Установка обрабатываемой заготовки в приспособлении осуществляется в призмы.
Зажим заготовки осуществляется планкой, которая прижимает винтовым зажимом.
Разжим заготовки осуществляется при ослаблении винтового зажима Убираем прижимную планку и заготовка извлекается из приспособления.
Расчёт резьбового зажима:
Момент, приложенный к винту, необходимый для сообщения зажимающей силы Q:
Силы резания действуют в направлении установленных опор. Зажим необходим для подстраховки и обеспечения безопасности, поэтому Q принимаем = 800 Н [26]
(19)
Мр = 800х х tg(0,0256+0,1154) = 1049 (Н)
где dср- средний диаметр резьбы
? - угол подъёма резьбы
(20)
= = 0,0256
где t - шаг резьбы
tg?ср - приведенный коэффициент трения для заданного профиля резьбы
tg?пр = (21)
tg?пр =
где f - коэффициент трения на плоскости
? - половинка угла при вершине профиля витка резьбы ?=30?
Расчёт показал, что выбор данной схемы и параметров зажима приемлем
Расчет на точность
Величина допуска, обеспечиваемого кондуктором, определим по формуле [12]:
(22)
где y'- величина предельного отклонения размеров кондуктора, y'=±0,05 мм;
y - величина предельного отклонения размеров детали, y=±0,1 мм;
Dвн - наибольший диаметр отверстия под сменную втулку, Dвн =16,018 мм;
Dсм - наименьший диаметр отверстия рабочий втулки, Dвн =16 мм;
dвн - наибольший диаметр отверстия рабочий втулки, dвн =10,015 мм;
dсв - наименьший диаметр сверла, dсв =9,9 мм;
?рб - эксцентрицитет рабочей втулки, ?рб =0,01 мм;
Р - коэффициент учитывающий наиболее вероятную величину перекоса сверла, Р=0,35;
К - коэффициент учитывающий наиболее вероятный предел зазоров в
сопряжениях и наиболее вероятное смещение, К=0,5;
m - коэффициент учитывающий наиболее вероятную величину
эксцентрицитета сменной втулки, m=0,4;
F - коэффициент учитывающий вероятный предел отклонения координат
центров отверстий в кондукторе, F=0,8;
h - расстояние между торцом втулки и заготовки, h=4 мм;
b - глубина сверления, b= 320 мм;
l - длина направляющего отверстия рабочей втулки, l = 40 мм.
0,36 мм?0,33 мм.
3.2 Приспособление фрезерное
Рисунок 10 - Общий вид приспособления для фрезерования
Разрабатываемое приспособление (рисунок 10) переналаживаемое и применяется на операции - 040 вертикально-фрезерная. На данной операции производится фрезерование паза под сегментную шпонку. Обработка производится дисковой фрезой 2254-0748 ГОСТ 2679-73.
Расчёт резьбового зажима:
Рисунок 11 - Схема расчёта
Сила зажима определяется по формуле:
(23)
Р = = 3719 (Н)
Определим силу резания:
Pz=10Cp ?tx ?Sy ?Вn ?z?Kp/Dq?nw (24)
Где Ср - постоянная = 68,5
t - глубина резания = 8 (мм)
s - подача = 50 (мм/мин)
В - ширина фрезы = 8 (мм)
Z - число зубьев = 20
D - диаметр фрезы = 28 (мм)
n - частота вращения = 250 (об/мин)
q = 0,25 x = 0,3 y = 0,2 n = 0,1
Рz = = 5314 (Н)
Рy = 0,5? Рz (25)
Рy = 0,5?5314 = 2657 (Н)
Момент, приложенный к винту, необходимый для сообщения зажимающей силы Р = Q рассчитывается по формуле 19:
Мр = 3719х х tg(0,0421+0,1154) = 5535 (Н)
где dср- средний диаметр резьбы
? - угол подъёма резьбы
= = 0,0421
где t - шаг резьбы
tg?ср - приведенный коэффициент трения для заданного профиля резьбы
tg?пр =
где f - коэффициент трения на плоскости
? - половинка угла при вершине профиля витка резьбы ?=30?
Т.к. приспособление переналаживается рассчитаем возможную неточность установки второй призмы.
Расчёт на перекос
Перекос рассчитывается по формуле:
tg? = (26)
tg? = = 0,00029 ? = 0,0017?
Такая погрешность перекоса допустима.
3.3 Сверло для глубокого сверления
Рисунок 12 - Однокромочное сверло для глубокого сверления.
Однокромочное сверло для глубокого сверления состоит из головки 1 с режущей пластиной 2 и стебля 3. Головка и стебель соединены между собой посредством цилиндрического хвостовика, выполненного на головке 1, и паза для взаимодействия с хвостовиком, выполненного в стебле 3. Для вывода стружки на головке и стебле выполнены совпадающие одна с другой V-образные канавки. Для предотвращения утечки СОЖ между торцом хвостовика головки и дном отверстия в стебле расположена резиновая прокладка 4. Для закрепления между собой головки и стебля и передачи крутящего момента в стебле и головке выполнены сквозные резьбовые отверстия под крепежные винты 6. Для подвода смазывающе-охлаждающей жидкости в головке и стебле выполнены совпадающие друг с другом продольные отверстия 7. При этом оси резьбовых отверстий расположены перпендикулярно плоскостям V-образной канавки и смещены в сторону оси сверла на расстояние, равное 0,5 диаметра резьбового отверстия от линии контакта боковых поверхностей паза и хвостовика.
Для выбора конструкции параметров сверла необходимо рассчитать силы резания:
а) При сверлении глубина резания (t) определяется по формуле
, мм, (27)
где - диаметр обрабатываемого отверстия, мм. Но для сверла глубокого сверления глубину резания мы назначаем из чертежа.
(мм).
б) Назначаем подачу.
Для сверления отверстия диаметром от 6 до 10 мм в стали с МПа подача составит: s=0,18-0,28 мм/об. Корректируем подачу по паспортным данным станка 2Н125: s=0,28 мм/об [38].
в) Назначаем период стойкости сверла. При обработке стали и диаметре сверла от 6 до 10 мм из быстрорежущей стали Т=25 мин [38].
Допустимый износ сверла =0,4-0,8 мм [20].
г) Расчет осевой силы резания и крутящего момента. Принятую подачу проверяем по осевой силе, допускаемой прочностью механизма подачи станка.
Осевая сила () рассчитывается по формуле
, Н, (28)
крутящий момент () рассчитываем по формуле
, Н, (29)
где - коэффициенты, учитывающие условия работы инструмента;
- показатели степени;
- общий поправочный коэффициент.
, (30)
где - коэффициент, характеризующий качество обрабатываемого материала.
Величину коэффициента, характеризующего качество обрабатываемого материала, определим по формуле (36). Для осевой силы резания и крутящего момента =0,75 [20].
Значения величин, входящих в формулы для определения осевой силы и крутящего момента: =68, =0,0345; =1,0, =2,0; =0,7, =0,8 [5], =0,75 [20].
Осевую силу рассчитаем по формуле (28)
(Н).
Крутящий момент рассчитаем по формуле (29)
(Н).
Без подточки перемычки осевая сила при сверлении возрастает в 1,33 раза [20], поэтому осевая сила с учетом поправочного коэффициента составит 2698,6 Н.
Сравниваем осевую силу при сверлении с максимальной осевой силой резания, допускаемой механизмом подачи станка (), по формуле
< (31)
2698,6 Н<9000 Н
Т.к. осевая сила меньше максимальной силы резания, допускаемой механизмом подачи станка, то подача s=0,28 мм/об допустима.
д) Определяем скорость резания (), допускающую режущими свойствами сверла, по формуле
, м/мин, (32)
где - постоянный коэффициент, зависящий от свойств обрабатываемого и инструментального материалов;
- диаметр обрабатываемого отверстия, мм;
- период стойкости сверла, мин;
- подача, мм/об;
- показатели степени;
- общий поправочный коэффициент на скорость резания.
, (33)
где - коэффициент, характеризующий качество обрабатываемого материала;
- коэффициент, учитывающий влияние материала режущей части;
- коэффициент, учитывающий глубину сверления.
Коэффициент, характеризующий качество обрабатываемого материал(), определим по формуле
, (34)
где - коэффициент, учитывающий группу стали;
- показатель степени.
=1, =0,9 [20].
=1,0 [20], =1,0 [20].
Определим общий поправочный коэффициент на скорость резания по формуле (33)
.
Значения величин, входящих в формулу для определения скорости резания: =7, =0,4, =0,1, =0,2 [20].
Определим скорость резания по формуле (32)
(м/мин).
При нормальной заточке сверла вводят поправочный коэффициент на рассчитанную скорость резания, равный 0,85 [20].
Рассчитанная скорость резания с учетом поправочного коэффициента составит 22,015 м/мин.
е) Определим частоту вращения шпинделя (), соответствующей найденной скорости резания, по формуле
, об/мин, (35)
где - диаметр отверстия, мм.
(об/мин).
Корректируем частоту вращения шпинделя по паспортным данным станка и устанавливаем действительную частоту вращения =710 об/мин [38].
ж) Действительная скорость резания () определяется по формуле
, м/мин, (36)
(м/мин).
з) Мощность, затрачиваемую на резание (), определим по формуле
, кВт, (37)
(кВт).
Проверяем, достаточна ли мощность привода станка по формуле
, кВт, (38)
где - мощность двигателя, кВт;
- КПД станка.
,
0,56 кВт < 2,24 кВт.
Т.к. мощность, затрачиваемая на резание, меньше мощности двигателя с учетом его КПД, то обработка возможна.
к) На срез винт рассчитывают по формуле:
, (39)
Диаметр точечного стержня находится по формуле:
(40)
d=3.5 мм
4. Организационно-экономическая часть
4.1 Организационная часть
При проектировании машиностроительных участков и цехов решается ряд технических, экономических и организационных вопросов. При этом все технические решения должны быть экономически обоснованы. К техническим задачам относятся:
- проектирование технологического процесса на детали и изделия предполагаемые к изготовлению в цехе (на участке);
- определение фондов времени работы оборудования и работающих;
- определение количества работающих;
- расчет необходимого количества оборудования, потребности в топливе, сырье, энергоносителях и т. д.;
- создание генерального плана завода;
- выбор зданий и т. п.
При решении экономических вопросов производят:
- определение номенклатуры изделий, программы их выпуска, веса изделий, стоимости;
- определяют поставщиков сырья, энергии, газа, воды и т. д.;
- определяют размеры основных и оборотных фондов;
- определяют себестоимость продукции и эффективность затрат;
При решении организационных вопросов определяется структура управления завода (цеха), организация рабочих мест и труда.
4.1.1 Определение потребного количества оборудования с учетом его дозагрузки и рабочих мест
При проектировании участков серийного производства потребное количество станков для механической обработки определяется по каждому типоразмеру станка по формуле
, (41)
где Сp - расчетное число станков определенного типоразмера, шт;
Тс - суммарная станкоемкость обработки годового количества деталей обрабатываемых на участке на станках данного типоразмера, станко-ч.
, (42)
где tшк.i - штучное калькуляционное время выполнения операций изготовления i-й детали, станко-мин;
Ni - годовая программа выпуска i-х деталей, Ni = 1920 шт;
m - число операций обработки i-й детали на станках данного типоразмера, m = 6;
Fэ - эффективный фонд времени работы станка, Fэ = 2040 часов.
На горизонтально-фрезерной операции 005 станкоемкость обработки детали равна
Для остальных операций станкоемкость обработки деталей сведена в таблицу 14
Таблица 14 - Станкоемкость обработки деталей
|
Станок
|
6К82Г
|
163
|
6М82
|
2Н55
|
3М152В
|
1К62
|
6М12П
|
|
|
Станкоем-кость, ст-ч
|
644,8
|
913,6
|
219,8
|
380,8
|
237,7
|
183,68
|
24
|
|
|
По формуле (41) определим потребное количество станков
Расчетное и принятое количество станков сведены в таблицу 15
Таблица 15 - Данные расчета количества станков
|
Модель станка
|
Количество станков
|
|
|
расчетное
|
принятое
|
|
|
6К82Г
|
0,316
|
1
|
|
|
163
|
0,447
|
1
|
|
|
6М82
|
0,107
|
1
|
|
|
2Н55
|
0,190
|
1
|
|
|
3М152В
|
0,116
|
1
|
|
|
1К62
|
0,090
|
1
|
|
|
6М12П
|
0,011
|
1
|
|
|
Коэффициент загрузки Кз определяем по формуле
, (43)
где Спр - принятое число станков.
Результаты расчета коэффициентов загрузки сведем в таблицу 16
Таблица 16 - Расчет коэффициентов загрузки оборудования
|
Модель станка
|
Коэффициент загрузки
|
|
|
расчетный
|
принятый
|
|
|
6К82Г
|
0,316
|
1
|
|
|
163
|
0,447
|
1
|
|
|
6М82
|
0,107
|
1
|
|
|
2Н55
|
0,190
|
1
|
|
|
3М152В
|
0,116
|
1
|
|
|
1К62
|
0,090
|
1
|
|
|
6М12П
|
0,011
|
1
|
|
|
4.1.2 Расчет количества основных производственных рабочих
Число производственных рабочих можно определить по числу станков на участке по формуле
, (44)
где Кз - коэффициент загрузки оборудования, Кз = 0,8 (в условиях среднесерийного производства);
Fэ - эффективный (действительный) фонд времени работы оборудования, Fэ = 2040 ч;
Сn - число станков участка, Сn = 7;
Fр - действительный фонд времени рабочего, Fр = 1820 ч;
Км - коэффициент многостаночного обслуживания, Км=1 (универсальные станки с ручным управлением).
Результаты расчетов сведем в таблицу 17
Таблица 17 - Количество основных производственных рабочих по сменам
|
Модель станка
|
Разряд рабочего
|
Число принятых рабочих
|
|
|
|
первая смена
|
|
|
6К82Г
|
3
|
1
|
|
|
163
|
3
|
1
|
|
|
6М82
|
3
|
1
|
|
|
2Н55
|
3
|
1
|
|
|
3М152В
|
3
|
1
|
|
|
1К62
|
3
|
1
|
|
|
6М12П
|
3
|
1
|
|
|
4.1.3 Определение вспомогательных подразделений, входящих в состав участка, расчет их площадей
В состав вспомогательных подразделений участка входят:
- склад заготовок;
- склад деталей и заделы деталей;
- площадки межоперационного хранения (при необходимости);
- контрольный пункт;
- место мастера.
Площадь склада заготовок определим по формуле
, (45)
где m - масса заготовок, полуфабрикатов, деталей, переходящих через цех в течение года, m = 51 т;
t - нормативный запас хранения грузов на складе, t = 12 дн.;
q - средняя грузонапряженность пола склада, q = 3,0 т/м2 (хранение поштучное в штабелях высотой менее 2,5 м);
D - число календарных дней в году, D = 365;
Ки - коэффициент использования площади склада, Ки = 0,35…0,4 (склад обслуживается мостовым краном-штабелером).
Принимаем S=20 (м2)
Площадь склада готовой продукции определим по формуле (29) при q=2,5 т/м2 (хранение поштучное на стеллажах высотой менее 2,5 м) и t = 15 дн.
.
Принимаем S=18 (м2)
4.1.4 Определение количества вспомогательных рабочих, ИТР
Расчет количества вспомогательных рабочих может вестись по трудоемкости планируемого объема работ, количеству рабочих мест, нормам обслуживания, а также усредненно в процентном отношении от числа основных производственных рабочих или от количества производственного оборудования.
Укрупненно число контролеров можно определить как 7% от числа основных станков, т.е. в нашем случае необходим 1 контролер, что не превышает норму обслуживания на одного контролера (25-27 производственных рабочих).
Число слесарей также можно определить укрупненно как 3% от числа производственных рабочих, в нашем случае потребуется 1 слесарь.
Принимаем также одного дежурного электромонтера (норма один электромонтер на 80-100 станков), одного кладовщика (норма один кладовщик на 135 станков).
Количество инженерно-технических работников (ИТР) составляет 8-10% от числа основных производственных рабочих, в нашем случае принимаем одного ИТР.
4.1.5 Выбор подъемно-транспортного оборудования
Выбор подъемно-транспортного оборудования и транспорта зависит от характера изготавливаемой продукции, ее массы, типа производства, грузооборота, назначения.
Принимаем для обслуживания участка кран мостовой грузоподъемностью 10 тонн.
Для обслуживания склада заготовок и склада готовых деталей применим тележки рельсовые.
4.1.6 Определение общей площади участка и основных его параметров
В первоначальном варианте компоновочной схемы общая площадь Sо участка определяют по показателю Sуд.о. общей площади, приходящейся на один станок или одно рабочее место по формуле
, (46)
где Cn - принятое число станков или рабочих мест, Cn = 7;
Sуд. о. - показатель общей площади (для средних станков Sуд. о.=18…22 м2), Sуд. о.= 20 м2.
.
С другой стороны общую площадь Sо участка определяют по показателю Sуд.о. в зависимости от размера детали (для данной детали Sуд.о.= 35 м2).
Общую площадь с учетом вспомогательных отделений определяем по формуле
, (47)
.
4.1.7 Выбор строительных параметров здания
На основании расчетов показателей устанавливаем следующие основные строительные параметры: сетка колонн: ширина пролета L=24 м; шаг колонн t=6, 12 м; высота H участка до нижнего пояса ферм H=9,6 м.
4.1.8 Разработка плана расположения оборудования и рабочих мест
Этап планировки включает в себя увязку расположения рабочих позиций (мест) и вспомогательного оборудования в выбранном масштабе. Планировка выполняется в масштабе 1:100.
Основными факторами, оказывающими влияние на работающих, являются:
- доступ к рабочим позициям;
- удобство работы и перемещения заготовок, деталей, приспособлений;
- достаточный обмен воздуха и т.д.
В качестве противопожарных мероприятий следует предусматривать удобное расположение инвентаря, наличие свободных проходов для быстрого выхода рабочих и т.д.
Нормы расстояний между оборудованием, в соответствии с выбранным вариантом, и размеры цеховых проходов устанавливаются в каждом конкретном случае исходя из размерных характеристик оборудования.
Для разрабатываемого участка применим общепринятую схему расположения его отдельных элементов: станки располагаются по ходу операций технологического процесса: склад заготовок расположен в начале участка, а склад готовых деталей в конце; для вывоза готовых деталей и доставки заготовок примем ширину магистрального проезда равной 3 м (проезд грузовой машины грузоподъемностью до 3 тонн); длина участка не превышает 40…60 м; контрольное отделение размещено перед складом готовых деталей.
Для удаления стружки с участка используем автоматизированную систему уборки с расположением цехового стружкоуборочного конвейера вдоль магистрального проезда с обеих сторон.
4.2 Экономическая часть
4.2.1 Расчёт фондов заработной платы основных рабочих
Расчёт планового фонда заработной платы производится по квалификациям и разрядам отдельно для работников, оплачиваемых сдельно и повремённо. Устанавливается прямой фонд сдельной оплаты труда рабочих данной профессии и разряда по формуле
, (48)
где - количество детале-операций, выполняемых рабочими данной профессии и разряда;
- часовая тарифная ставка сдельщика данной профессии и разряда, соответствующая разряду выполняемой работы
Фрезеровщик 3-го разряда (р);
Токарь 3-го разряда(р);
Фрезеровщик 3-го разряда(р);
Сверловщик 3-го разряда(р).
Шлифовщик 3-го разряда(р).
Токарь 3-го разряда(р).
Фрезеровщик 3-го разряда(р).
Фонд прямой заработной платы труда рабочих-повременщиков рассчитывается по формуле
, (49)
где mрп - число рабочих-повременщиков данной профессии и разряда;
ЧСТ.П - часовая тарифная ставка рабочего-повременщика, р/ч.
Контролёры 3-го разряда (р).
К числу доплат до часового фонда относятся:
а) доплата по сдельно-премиальной системе оплаты труда. Их сумма определяется по формуле
, (50)
где - проценты рабочих, охваченных сдельно-премиальной системой оплаты труда;
- процент премии к сдельной заработной плате, =40%
Фрезеровщик 3-го разряда (р);
Токарь 3-го разряда (р);
Фрезеровщик 3-го разряда (р);
Сверловщик 3-го разряда (р).
Шлифовщик 3-го разряда (р).
Шлифовщик 3-го разряда (р).
Токарь 3-го разряда(р).
Фрезеровщик 3-го разряда(р).
б) доплаты по повременно-премиальной системе оплаты труда
, (51)
где Рп.охв - процент рабочих, охваченных повременно-премиальной системой оплаты труда, Рсд. пов=100%;
Рп - процент премий к повременной заработной плате, РП=20%;
(р).
4.2.2 Расчет общей стоимости основных средств
Общую стоимость основных средств спроектированного участка рассчитываем исходя из стоимости:
- металлорежущего оборудования;
- подьемно-транспортного оборудования;
- стеллажей для приспособлений;
- шкафов инструментальных;
- мест мастера и контролера.
Таблица 18 - Стоимость основных средств
|
Наименование
|
Количество, шт.
|
Стоимость, тыс.р.
|
Общая стоимость, тыс.р.
|
|
|
Станок горизонтально-фрезерный 6К82Г
|
1
|
550
|
550
|
|
|
Станок токарно-винторезный 163
|
1
|
145
|
145
|
|
|
Станок горизонтально-фрезерный 6М82
|
1
|
100
|
100
|
|
|
Станок радиально-сверлильный 2Н55
|
1
|
120
|
120
|
|
|
Станок кругло-шлифовальный 3М152В
|
1
|
150
|
150
|
|
|
Станок токарно-винторезный 1К62
|
1
|
120
|
120
|
|
|
Станок вертикально-фрезерный 6М12П
|
1
|
100
|
100
|
|
|
Стеллаж для приспособлений
|
8
|
8
|
64
|
|
|
Шкаф инструментальный
|
8
|
3
|
24
|
|
|
Место мастера
|
1
|
7
|
7
|
|
|
Место контролера
|
1
|
15
|
15
|
|
|
Амортизация
|
|
|
275,325
|
|
|
Итого
|
|
|
3671
|
|
|
4.2.3 Определение плановой себестоимости изготовления деталей
Себестоимость детали представляет выраженные в денежной форме затраты на изготовление и реализацию изделия.
При расчёте плановой себестоимости определяют цеховую, заводскую и полную себестоимость детали. Себестоимость определяется по статьям калькуляции для каждого наименования деталей на штуку, программу и весь выпуск деталей за плановый период.
а) Расчёт стоимости основных материалов
Потребность в основных материалах по каждой детали определяется на основании указанных в планово-операционных картах чистовых и черновых весов детали и норм расхода как основных, так и вспомогательных материалов, необходимых для выполнения технологических процессов.
Норма расхода основного материала по каждой детали представляет сумму чернового веса и величину отходов, неизбежных при изготовлении заготовки.
Стоимость материала, необходимого для изготовления одной детали, определяется по следующей формуле
, (52)
где - норма расхода материала на изготовление одной детали, кг;
- цена одного кг материала, р (сталь );
- масса детали, кг;
- процент, характеризующий безвозвратные потери материала;
- цена одного кг отходов материала, р;
= 34?12 - (34 - 16)?(0,95)?5 = 318 (р).
б) Расчёт транспортно-заготовительных расходов
Транспортно-заготовительные расходы связаны с транспортировкой материалов и полуфабрикатов принимаются в размере 2…4 % от стоимости материалов и полуфабрикатов, получаем 318?0,04 = 12,72 (р). Результаты расчёта заносятся в соответствующие графы таблицы плановой калькуляции деталей.
в) Расчёты затрат на энергию для технологических целей
Затраты на энергию для технологических целей в общем виде складываются как сумма нескольких затрат: на силовую энергию, топливо, сжатый воздух, пар и т. д. для участка механического цеха наибольшее значение имеют затраты на силовую энергию.
Расчёт затрат на единицу изделия по этой статье может быть выполнен по формуле
, (53)
где - суммарная мощность электродвигателей оборудования, на котором выполняются операции;
- коэффициент, характеризующий загрузку электродвигателей станка во времени, может быть принят для серийного производства - 0,6…0,7;
- коэффициент, характеризующий одновременность работы электродвигателей, может быть принят 0,9…1;
- коэффициент полезного действия питающей электрической сети может быть принят 0,92…0,95;
- коэффициент полезного действия установленных электромоторов, может быть принят 0,85…0,9;
- стоимость одного кВт/ч, р;
(р).
г) Расчёт заработной платы и начислений на неё
Прямая заработная плата, затрачиваемая на изготовление одной детали, определяется по формуле
, (54)
где - полное число операций в технологическом процессе по изготовлению рассматриваемого наименования деталей;
- часовая тарифная ставка соответствующего разряда работы i-ой операции, р/ч;
=16,265?(20,15+7,65+6,87+10,75+7,43+5,74+0,75)= 965,16 (р).
Основная заработная плата включает прямую заработную плату и доплаты до часового фонда. Доплаты могут быть приняты в размере 20…45% от прямой заработной платы
= 965,16?0,4 = 386,1 (р).
По статье «Отчисления на социальное страхование» учитываются отчисления на социальное страхование, выплачиваемое предприятием в размерах, определяемых в процентном отношении от основной и дополнительной заработной платы - 26,2 %.
д) Расчёт затрат на возмещение износа специального инструмента и приспособлений
По данной статье учитываются потери средств, связанных с износом инструментов и приспособлений целевого назначения. Величина этих потерь устанавливается на основе системы затрат, составляемой при изготовлении подобных инструментов и приспособлений при подготовке к освоению производства данных деталей и изделий. Списание затрат на специальные инструменты и приспособления осуществляется в течение 3…5 лет равными долями. Эти затраты при планировании могут применяться в определённом процентном отношении от балансовой стоимости оборудования и списываться на каждую деталь в зависимости от номенклатуры деталей, программы их выпуска и сроков списания.
Суммарные затраты на специальную оснастку могут быть рассчитаны в следующей последовательности по формуле
, (55)
где - количество станков в группе;
- балансовая стоимость станков в группе;
Р - расходы на изготовление специальных инструментов и приспособлений, Р=0,25;
- период, в течение которого должны списываться затраты;
i - количество станков на участке
(р);
(р);
(р);
(р);
(р);
(р).
(р).
Затраты по этой статье по каждому наименованию деталей определяется как произведение
, (56)
где - коэффициент, характеризующий долю эффективного времени фонда станочного оборудования, необходимого для изготовления деталей данной номенклатуры
=2291,6?0,021=48,1 (р);
=604,1?0,048=28,9 (р);
=416,6?0,021=8,7 (р);
=500?0,017=8,5 (р);
=625?0,048=30 (р);
=500?0,048=24 (р).
=833,3?0,021=17,4 (р).
Затраты по этой же статье, списываемые на каждую деталь, составляют
, (57)
(р);
(р);
(р);
(р);
(р);
(р).
(р).
е) Расчёт цеховых и общезаводских расходов
По статье «Цеховые расходы» в себестоимости учитывается заработная плата специалистов, служащих, вспомогательных рабочих с отчислениями на социальное страхование, амортизация зданий и производственного оборудования, определяется как 7,5% от стоимости основных средств и равна 275,325 тыс. рублей, затраты на их содержание и ремонт, расходы по охране труда и техники безопасности и другие расходы.
Общезаводские расходы, к которым относятся заработная плата управленческого персонала, расходы по служебным командировкам, канцелярские и почтово-телеграфные расходы, расходы на содержание, амортизацию зданий, сооружений и инвентаря общезаводского назначения и другие расходы общепроизводственного характера, определяются как 20% от цеховой себестоимости.
ж) Расчёт внепроизводственных расходов
К внепроизводственным расходам относятся расходы по реализации готовой продукции (расходы на тару, упаковку и перевозку до станции отправления) и др.
Величина внепроизводственных расходов принята 5% от цеховой себестоимости изделия.
В заключении определяются полные затраты на программу по статьям расходов и выявляется себестоимость, всей товарной продукции.
Результаты расчетов сведены в таблицу
Таблица 19 - Плановая калькуляция себестоимости изготовления деталей
|
Наименование статей затрат
|
Сумма затрат, р.
|
|
|
Базовый вариант
|
Проектный вариант
|
|
|
Материалы основные
|
610560
|
610560
|
|
|
Транспортно-заготовительные расходы
|
24422
|
24422
|
|
|
Энергия на технологические цели
|
29600
|
23616
|
|
|
Основная заработная плата производственных рабочих
|
2039640
|
1853107
|
|
|
Дополнительная заработная плата
|
693401
|
741312
|
|
|
Отчисления на социальное страхование
|
703905
|
679737
|
|
|
Возмещение износа спец. инструментов и приспособлений
|
9635
|
5769
|
|
|
Цеховые расходы
|
537630
|
530545
|
|
|
Цеховая себестоимость
|
26600
|
23616
|
|
|
Общезаводские расходы
|
140060
|
120500
|
|
|
Производственная себестоимость
|
166660
|
144116
|
|
|
Внепроизводственные расходы
|
44407
|
42743
|
|
|
Полная себестоимость
|
211067
|
186859
|
|
|
4.2.4 Технико-экономические показатели участка по механической обработке “Коленчатых валов”
Технико-экономические показатели участка по механической обработке “Коленчатых валов” приведены в таблице 20
Таблица 20 - Технико-экономические показатели участка
|
Экономические показатели
|
Единица измерения
|
Базовый вариант
|
Проектный вариант
|
|
|
Абсолютные показатели
|
|
|
|
|
|
Годовой выпуск продукции в натуральном выражении
|
шт.
|
1920
|
1920
|
|
|
Общая стоимость основных средств
|
тыс. руб.
|
4320
|
3671
|
|
|
Общая площадь участка
|
м2
|
350
|
294
|
|
|
Количество производственного оборудования
|
единиц
|
11
|
7
|
|
|
Общая мощность производственного оборудования
|
кВт
|
90,6
|
55,5
|
|
|
Число производственных и вспомогательных рабочих
|
чел.
|
16
|
12
|
|
|
Число ИТР
|
чел.
|
1
|
1
|
|
|
Общий фонд зарплаты
|
тыс. руб.
|
2733,04
|
2594,41
|
|
|
Себестоимость продукции
|
тыс.руб.
|
211,067
|
186,859
|
|
|
Относительные показатели
|
|
|
|
|
|
Выпуск продукции на одного работающего
|
тыс. руб.
|
13,191
|
15,571
|
|
|
Общая площадь на единицу производственного оборудования
|
м2
|
31
|
42
|
|
|
Средняя загрузка оборудования
|
%
|
15
|
18
|
|
|
Коэффициент сменности работы оборудования
|
-
|
1
|
1
|
|
|
Коэффициент сменности работы предприятия
|
-
|
1
|
1
|
|
|
Выпуск продукции в натуральном выражении на одного работающего в год
|
шт.
|
560
|
600
|
|
|
Коэффициент использования материала
|
-
|
0,7
|
0,7
|
|
|
Экономический эффект
|
тыс. руб.
|
24208
|
|
|
5. Безопасность и экологичность
5.1 Анализ потенциальных опасностей и вредностей проектируемого участка
5.1.1 Общая характеристика участка
Участок механической обработки “Коленчатых валов” компрессоров Читинского машиностроительного завода и других деталей спроектирован с целью производства данного изделия.
Спроектированный предметно-замкнутый участок имеет следующие площади:
- склад заготовок - 20 м2;
- склад готовой продукции - 18 м2;
- общая площадь участка - 245 м2;
- общая площадь с учетом вспомогательных отделений - 294 м2.
Участок имеет следующее металлорежущее оборудование:
- горизонтально фрезерный 6К82Г - 1;
- токарно-винторезный 163 - 1;
- горизонтально-фрезерный 6М82 - 1;
- радиально-сверлильный 2Н55 - 1;
- кругло-шлифовальный 3М152В - 1;
- токарно-винторезный 1К62 - 1;
- вертикально-фрезерный - 1.
Участок обслуживается цеховым мостовым краном, грузоподъемностью 10 тонн, для обслуживания склада заготовок и склада готовых деталей используем рельсовые тележки. Для удаления стружки с участка используем автоматизированную систему уборки с расположением цехового стружкоуборочного конвейера вдоль магистрального проезда с обеих сторон.
Количество обслуживающего персонала - 12 человек.
Все операции технологического процесса выполняются на металлорежущем оборудовании.
Спроектированный участок механической обработки соответствует всем нормам технического проектирования, соответствует ГОСТ 12.2.003-91 ССБТ “Оборудование производственное. Общие требования безопасности” и ГОСТ 12.2.009 - 99. ССБТ. Станки металлообрабатывающие. Общие требования безопасности.
К опасным производственным факторам относятся: травмобезопасность, электробезопасность, пожаровзрывобезопасность, шум и вибрация, микроклимат и загрязнение воздуха рабочих зон.
5.1.2 Травмобезопасность
На спроектированном участке имеются:
- движущиеся части производственного оборудования, приспособлений и инструментов;
- устройство пневмосистем, предохранительных клапанов, электросиловых кабелей;
- устройства для перемещения частей производственного оборудования, приспособлений и инструментов вручную при ремонтных и монтажных работах;
- разбрызгивание обрабатываемых и используемых при эксплуатации производственного оборудования материалов и веществ в рабочей зоне, падение или выбрасывание инструмента, заготовок;
- контакт горячих частей производственного оборудования с открытыми частями кожных покровов работников, с пожаровзрывоопасными веществами;
- работа подъемно-транспортного оборудования (подвижные части кранов, грузы перемещаемые на значительной высоте);
- острые кромки режущего инструмента.
Мероприятия по предупреждению травматизма:
- устройство ограждений пневмосистем, предохранительных клапанов, электросиловых кабелей и других элементов, повреждение которых может вызвать опасность;
- исключение опасности, вызванной разбрызгиванием обрабатываемых и используемых при эксплуатации производственного оборудования материалов и веществ в рабочей зоне, падение или выбрасывание инструмента, заготовок;
- наличие и соответствие нормативным требованиям сигнальной окраски и знаков безопасности;
- наличие в конструкции ограждений, фиксаторов, блокировок, элементов, обеспечивающих прочность и жесткость герметизирующих элементов;
- обеспечение функционирования средств защиты в течение действия соответствующего вредного и опасного производственного фактора;
- наличие на пульте управления сигнализаторов нарушения нормального функционирования производственного оборудования, приспособлений и инструментов, а также средств аварийной остановки;
- исключение возникновения опасных ситуаций при полном или частичном прекращении энергоснабжения и последующем его восстановлении, а также при повреждении цепи управления энергоснабжением;
- осуществление защиты электрооборудования, электропроводки от механических воздействий, грызунов и насекомых, проникновения растворителей, выполнение соединений проводов и кабелей в соединительных коробках, внутри корпусов электротехнических изделий, аппаратов, машин;
- исключение контакта горячих частей производственного оборудования с открытыми частями кожных покровов работников, с пожаро-взрывоопасными веществами, если контакт может явиться причиной ожога, пожара или взрыва;
- соответствие размеров проходов и проездов производственного оборудования нормативным требованиям;
- безопасность трасс транспортных средств, оснащение их средствами защиты и знаками безопасности;
- наличие инструкций по охране труда и соответствие их нормативным документам, а в необходимых случаях наличие удостоверений о прохождении специального обучения по охране труда и проверке знаний требований нормативных правовых актов по охране труда;
- наличие и соответствие требованиям охраны труда производственного оборудования, инструмента и приспособлений.
5.1.3 Электробезопасность
По опасности поражения электрическим током, спроектированный участок механической обработки относится к классу - особо опасное помещение ГОСТ 12.1.019-79 ССБТ “Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты”.
Данный класс установлен по условию наличия двух и более факторов соответствующих помещениям с повышенной опасностью:
- наличие токопроводящей пыли, когда по условиям производства в помещениях выделяется токопроводящая технологическая пыль в таком количестве, что она оседает на проводах, проникает внутрь машин, аппаратов (обработка чугуна и других материалов);
- наличие токопроводящих полов (бетонный пол, перекрытие стружкоуборочных конвейеров - металлические щиты);
- возможность одновременного прикосновения человека к имеющим соединение с землей металлоконструкциям зданий, технологическим аппаратам, механизмам, с одной стороны, и к металлическим корпусам электрооборудования - с другой [37].
Основные методы повышения электробезопасности достигаются применением систем защитного заземления, зануления ГОСТ 12.1.030-81 ССБТ “Электробезопасность. Защитное заземление, зануление”, защитного отключения и других средств и методов защиты, в том числе знаков безопасности и предупредительных плакатов и надписей. В системах местного освещения применяют пониженное напряжение.
Защитному заземлению подлежат металлические шкафы силовых сборок и стальные трубы с проложенными в них проводами, корпуса электродвигателей, электроосветительных приборов, доступные для прикосновения человека, которые могут оказаться под напряжением в результате повреждения изоляции. Основным средством изоляции на рабочем месте является наличие изолирующих деревянных решеток.
5.1.4 Пожаровзрывобезопасность
Категория пожарной опасности спроектированного участка установленная при анализе факторов пожарной опасности - «Д» ГОСТ 12.1.004-91 ССБТ “Пожарная безопасность. Общие требования”.
Категория «Д» соответствует производствам, в которых обрабатываются негорючие вещества и материалы в холодном состоянии.
Несущие конструкции здания согласно СНиП 2.09.02-85 “Производственные здания промышленных предприятий” относятся к несгораемым, так как в качестве строительного материала использован железобетон.
Опасность возгорания на участке возможна при неправильной эксплуатации электрических систем металлорежущего оборудования, в результате короткого замыкания в распределительных щитках и токоведущих линиях [37].
Отопление и вентиляция по условиям СНиП 2.04.05-91 “Отопление, вентиляция и кондиционирование” относятся к неопасным в пожарном отношении, так как применяется водяное отопление и нет горючих веществ в воздухе.
Применяется, ввиду отсутствия факторов взрывоопасности, электрооборудование нормального исполнения.
Для ликвидации возможных возгораний участок оснащен следующими первичными средствами пожаротушения: пожарным краном и двумя углекислотными ручными огнетушителями ОУ-8, расположенными в непосредственной близости от рабочих мест станочников.
К взрывоопасным относятся системы повышенного давления.
Взрывозащита систем повышенного давления достигается организационно-техническими мероприятиями; разработкой инструктивных материалов, регламентов, норм и правил ведения технологических процессов; организацией обучения и инструктажа обслуживающего персонала; осуществлением контроля и надзора за соблюдением норм технологического режима, правил и норм техники безопасности, пожарной безопасности ГОСТ 12.1.010-76 ССБТ “Взрывобезопасность. Общие требования”.
5.1.5 Шум и вибрация
Основными источниками шума на спроектированном участке являются: электродвигатели металлорежущих станков, механизмы привода рабочих органов, приводные пневмомеханические приспособления, система вентиляции [37]. Рассматриваемые источники издают шум в слышимой полосе частот - 16…20000 Гц.
Наиболее высокие уровни шума исходят от металлорежущих станков. Защита от него осуществляется на спроектированном участке в соответствии с ГОСТ 12.1.003-83 ССБТ “Шум. Общие требования безопасности”, устанавливающего предельный уровень звука в 85дБА.
Мероприятия по снижению уровня шума следует отнести к группе 2 -“конструктивные”: применены защитные кожухи, препятствующие распространению шума от источника.
В результате этого уровень шума соответствует ГОСТ 12.1.003-83 для цехов механической обработки металлов. Уровень вибрации, исходящий от металлорежущих станков соответствует требованиям ГОСТ 12.1.012-90 ССБТ “Вибрационная безопасность. Общие требования”.
5.1.6 Микроклимат и загрязнение воздуха рабочей зоны
Нормы производственного микроклимата установлены ГОСТ 12.1.005-88 ССБТ “Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны” и строительными нормами СН 1042-73 “Санитарные правила организации технологических процессов и гигиенические требования к производственному оборудованию”.
Рабочие-станочники на спроектированном участке выполняют работу средней тяжести (категория IIб) с затратой энергии 233…290 Вт. Количество тепла, выделяемое рабочим: явное - около 85 Вт, полное - 205 Вт; влаги - 160 г / ч.
На спроектированном участке используется приточно-вытяжная вентиляция с системой рециркуляции воздуха, позволяет сохранить тепло в помещении в холодное время года.
Нормативная температура 15-20С поддерживается в холодное время года с помощью центральной системы водяного отопления. Для снижения потерь тепла предусмотрены тепловые завесы.
В результате выполнения мероприятий, параметры микроклимата на проектируемом участке соответствуют ГОСТ 12.1.005-88.
5.1.7 Освещение
Освещение участка осуществляется в дневное время через оконные проемы, и является боковым, естественным; в темное время суток освещается светом, создаваемым электрическими источниками (газоразрядные лампы), и является искусственным. Но в общем освещение является комбинированным, при котором недостаточное по нормам освещение дополняют искусственным. Применяют искусственное освещение общее и комбинированное, при котором общее освещение дополняется местным [37]. В соответствии со СНиП 2.4-79 “Естественное и искусственное освещение” при комбинированном освещении освещенность составляет 150 лк.
Размеры оконных проемов соответствуют требованиям СНиП 2.09.03-85 “Сооружения промышленных предприятий”.
Верхняя часть стен и потолок имеют белую окраску для отражения светового потока и его равномерного распределения.
Количество, мощность, расположение газоразрядных ламп соответствует требованиям СНиП 2.09.03-85.
5.1.8 Эргономика
По своим эргономическим характеристикам помещение спроектированного участка соответствует норме [37].
Оптимальное расположение технологического оборудования способствует легкости перемещений по участку.
Интерьер рабочих мест выполнен в одном тоне.
Четкая организация рабочего места (удобство расположения инструментальных тумбочек и т. п.) способствует эффективной работе.
Органы управления оборудования, ручки шкафов и т. д., имеют окраску отличную от общего фона и эргономичную форму.
5.2 Организация охраны труда на участке
Одной из форм, повышающих безопасность труда на предприятии, является разработка программы производственного контроля [37].
Производственный контроль составляет часть работы по обеспечению безопасности технологических процессов и производств. Цель производственного контроля - обеспечение безопасности и безвредности для человека и среды его обитания. Для этого службой охраны труда проводят следующие мероприятия:
- до начала производства работ анализируют требования безопасности, содержащие в проектно-сметной документации на объект, подлежащий строительству, реконструкции и техническому перевооружению;
- осуществляют целевые и комплексные проверки состояния безопасного производства работ на объектах и анализируют результаты этих проверок;
- рассматривают проекты планов улучшения условий труда, ликвидации возможных аварий;
- заслушивают руководителей отдельных подразделений о проводимой ими работе по улучшению условий труда;
- проверяют знания специалистов и инженерно-технических работников по проблемам охраны и безопасности труда;
- рассматривают вопросы о привлечении к ответственности работников, виновных в нарушении правил безопасности, должностных и производственных инструкций, а также о поощрении отдельных работников за хорошие показатели в работе по созданию безопасных условий труда. Строгое соблюдение требований системы стандартов безопасности труда (ССБТ) является важным условием в обеспечении безопасности труда.
В государственных стандартах сформулированы требования безопасности к производственным процессам, оборудованию, промышленной продукции, средствам защиты работающих, установлены нормы и требования на параметры, характеризующие шум, вибрацию, ультразвук, запыленность и загазованность воздуха рабочей зоны, электро- и взрывобезопасность, пожарную безопасность.
ГОСТ 12.3.002-75 ССБТ “Процессы производственные. Общие требования безопасности” устанавливает общие требования безопасности к производственным процессам и требования безопасности к группам производственных процессов. Общие требования безопасности включают: требования к технологическим процессам, к производственным помещениям, к исходным материалам, заготовкам и полуфабрикатам; к производственному оборудованию; к размещению производственного оборудования и организации рабочих мест, к хранению и транспортированию исходных материалов готовой продукции и отходов производства, к профессиональному отбору и проверке знаний работающих; к применению средств защиты работающих. Стандарты на общие требования безопасности производственных процессов содержат, кроме того, требования пожаро- и взрывобезопасности, требования охраны окружающей среды и методы контроля выполнения требований безопасности.
Все работающие проходят инструктаж и обучение в соответствии с требованиями ГОСТ 12.0.004-79 «ССБТ. Организация обучения работающих безопасности труда. Общие положения».
Инженерно-технические работники, ответственные за проведение процесса обработки резанием (мастера, технологи, старшие мастера, заместители начальников цехов и начальники цехов), при назначении на должность проходят проверку знаний правил, норм и стандартов, основ технологических процессов, требований безопасности, устройств и безопасной эксплуатации металлорежущего, подъемно-транспортного и другого применяемого оборудования, выполнения погрузочно-разгрузочных работ, пожарной безопасности и производственной санитарии в соответствии с их должностными обязанностями.
Рабочие, которым по роду выполняемой работы необходимо перемещать грузы с помощью грузоподъемных кранов и других подъемных устройств, проходят обучение по специальности стропальщика в соответствии с «Правилами устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов», утвержденными Госгортехнадзором, и не реже одного раза в 12 месяцев проходят аттестацию, а также имеют удостоверение на право проведения стропальных и грузоподъемных работ.
В зависимости от степени вредности производства определенным категориям работников предоставляются соответствующие компенсации за работу с вредными и опасными условиями труда, включая:
- дополнительный отпуск;
- сокращенный рабочий день;
- льготное пенсионное обеспечение;
- лечебно-профилактическое питание;
- надбавка (в %) к заработной плате;
- выдача молока по норме.
5.3 Охрана окружающей среды
Отработанные СОЖ собираются в специальные емкости. Водную и масляную фазу используют в качестве компонентов для приготовления эмульсий. Масляная фаза эмульсий поступает на регенерацию или сжигается. Концентрация нефтепродуктов в сточных водах при сбросе их в канализацию соответствует соответствующим требованиям. Водную фазу СОЖ очищают до ПДК или разбавляют до допустимого содержания нефтепродуктов и сливают в канализацию.
Заключение
В результате выполнения дипломного проекта по технологии машиностроения дана конструкторско-технологическая характеристика деталям “Вал коленчатый”, произведен анализ технологичности деталей в зависимости от их обработки в различных типах производства, выбор вида заготовки и выбор баз обработки, определен тип производства, разработан маршрут механической обработки, технологический процесс механической обработки и сборки деталей, рассчитаны припуски на механическую обработку, режимы резания. Спроектированы сверлильное приспособление для механической обработки глубоких отверстий, фрезерное приспособление для получения паза под сегментную шпонку, произведены их силовой и точностный расчет.
Выбрано оборудование для механической обработки деталей, рассчитано количество основных производственных рабочих, определены вспомогательные подразделения, входящие в состав участка и рассчитаны их площади, выбрано подъемно-транспортное оборудование, рассчитаны фонды заработной платы основных рабочих, общая стоимость основных средств, определена себестоимость изготовления деталей, разработаны основные технико-экономические показатели участка.
Проведен анализ потенциально опасных и вредных факторов на спроектированном участке, рассмотрены мероприятия по их устранению.
В графическую часть входит чертеж детали, операционные эскизы механической обработки, сверлильное и фрезерное приспособления, испытательный стенд, планировка участка, технико-экономические показатели участка, патентный поиск.
Список использованной литературы
1. Горбацевич А.Ф., Шкред В.А. Курсовое проектирование по технологии машиностроения: учеб. пособие / А.Ф. Горбацевич - 4-е изд., перераб. и доп. - Мн.: Выш. школа, 1983. - 256 с.
2. Грушева Н.Н. Правила оформления курсовых и дипломных работ и проектов: учеб. Пособие / Н. Н. Грушева; - Чита: РИК ЧитГТУ, 2002. -50с.
3. Глазов В.В. Производство заготовок в машиностроении: учебное пособие/ В.В. Глазов, В.Н. Бабешко, С.Г. Царьков - Чита: ЧитГТУ, 2001.-82с.
4. Зуев А.А. Технология машиностроения / А. А. Зуев . - 2-е изд., испр. и доп., М.: Машиностроение, 1984. - 352 с.
5. Косилова А.Г. Справочник технолога-машиностроителя: в 2 т. Т.2 / под ред. А. Г. Косиловой, и Р. К. Мещеряка. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1985. - 496 с.
6. Крылов Е.И. Расчёт припусков на механическую обработку: метод. пособие / Е.И. Крылов, Г.И. Чёкин. - Чита, ЧитГТУ, 1987. - 70с.
7. Кудряшов, Е.А. Технология машиностроения: метод. пособие / Е.А. Кудряшов, В.В. Грушев. - Чита, ЧитГТУ, 1998. - 56с.
8. Справочник конструктора машиностроителя: в 3 т. Т.1 / под. ред. В. И Анурьева, - 5-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1980. - Т.1. - 728с.
9. Web@mnogostankov.ru
10. Справочник инструментальщика/ И.А.Ординарцев, Г.В.Филиппов, А.Н.Шевченко и др./ Под общ.ред. И.А.Ординарцева. - Л.: Машиностроение, 1987. - 846 с.
11. Краткий справочник металлиста./ Под ред. П.Н.Орлова, Е.А.Скороходова. - 3-е изд. - М.: Машиностроение, 1987. - 960 с.
12. Обработка металлов резанием. Справочник технолога/ А.А.Панов, В.В.Аникин, Н.Г. Бойм и др.; Под общ.ред. А.А.Панова. - М.: Машиностроение, 1988. - 736 с.
13. Станции компрессорные. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. - М.: Машиностроение, 1986. - 318с., ил.
14. Технологичность конструкций изделий: справочник / под ред. Ю.Д. Амирова. - М.: Машиностроение, 1985. - 368 с.
15. Справочник конструктора-машиностроителя в 3 т. Т. 1 / В.И. Анурьев. - 5-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1980. - 728 с.
16. Горбацевич, А.Ф. Курсовое проектирование по технологии машиностроения: учеб. пособие для машиностроительных спец. вузов / А.Ф. Горбацевич, В.А. Шкред. - 4-е изд., перераб. и доп. - Минск.: Высшая школа, 1983. - 256 с.
17. Кудряшов, Е. А. Дипломное проектирование по технологии машиностроения: учеб. пособие / Е.А. Кудряшов [и др.]. - Чита: ЧитГТУ, 2002. - 138 с.
18. Глазов, В.В. Производство заготовок в машиностроении: учеб. пособие / В.В. Глазов, В.Н. Бабешко, С.Г. Царьков - Чита: ЧитГТУ, 2002. - 88 с.
19. Технология конструкционных материалов: учебник / под ред. А.М. Дальского - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1985. - 448 с.
20. Справочник технолога-машиностроителя в 2 т. Т. 2 / под ред. А.Н. Малова. - М: Машиностроение, 1972. - 568 с.: ил.
21. Кудряшов, Е.А. Технология машиностроения. Расчет припусков на механическую обработку: учеб. пособие / Е.А. Кудряшов, Е.А. Кулинич, Л.П. Кулинич - Чита: ЧитГТУ, 2000. - 91 с.
22. Грушев, В.В. Теория резания и тепловые процессы в технологических системах: учеб. пособие / В.В. Грушев, Е.С. Егоров. - Чита: ЧитГТУ, 2006. - 136 с.
23. Справочник технолога-машиностроителя в 2 т. Т. 2 / под ред. А.Г. Косиловой, Р.К. Мещерякова - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1985. - 496 с.
24. Общемашиностроительные нормативы режимов резания: справочник в 2 т. Т.1 / под ред. А.Д. Локтева [и др.]. - М.: Машиностроение, 1991. - 640 с.
25. Кудряшов, Е.А. Основы технологии машиностроения. Курс лекций / Е.А. Кудряшов. - Чита: ЧитГТУ, 1998. - 122 с.
26. Корсаков, В.С. Основы конструирования приспособлений: учебник / В.С. Корсаков - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1983. - 277 с.
27. Ансеров М.А. Приспособления для металлорежущих станков / М.А. Ансеров. - 4-е изд.,перераб. и доп. - Л.: Машиностроение, 1975. - 656 с.
28. http://www.yandex.ru
29. http://www.ism.ru
30. http://www.science.ru
31. Грушева, Н.Н. Учебное пособие к выполнению курсовых и дипломных проектов / Н.Н. Грушева. - Чита: ЧитГТУ, 1998 - 42 с.
32. Горошкин А.К. Приспособления для металлорежущих станков: справочник / А.К. Горошкин - 7-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1979. - 303 с.
33. Грушева Н.Н. Проектирование механосборочных участков и цехов: учеб. пособие / Н.Н. Грушева, В.В. Грушев, В.В. Капшунов - Чита: ЧитГТУ, 2001. - 119 с.
34. Егоров М.Е. Основы проектирования машиностроительных заводов: учебник / М.Е. Егоров. - 6-е изд., перераб. и доп. - М.: Высшая школа, 1969. - 480 с.
35. Гамрат-Курек Л.И. Экономическое обоснование дипломных проектов: учеб. пособие / Л.И. Гамрат-Курек. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Высшая школа, 1985. - 159 с.
36. Новицкий Н.И. Основы менеджмента: Организация и планирование производства / Н.И. Новицкий. - М.: Финансы и статистика, 1998. - 208 с.
37. Белов С.В. Безопасность жизнедеятельности: учебник / под ред. С.В. Белова. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Высшая школа, 2001. - 485 с.
38. Нефедов Н.А., Осипов К.А. Сборник задач и примеров по резанию металлов и режущему инструменту. - 4-е изд. - М.: Машиностроение, 1990. - 448 с.
Приложение А
УТВЕРЖДАЮ
Руководитель курсового проекта
_____________ Астафьев А.С.
«____»___________ 2010 г.
ЗАДАНИЕ
на проведение патентных исследований
Наименование темы: Разработка конструкции сверла для глубокого сверления
Задача патентных исследований: исследование технического уровня конструкций сверл с целью использования результатов исследования в дипломном проекте для создания технологических решений, направленных на повышение точности и простоты обработки.
Исполнитель работы Калачёв К.Н., ст.гр. ТМ-05.
Таблица А.1 - Краткое содержание работ
|
Краткое содержание работ
|
Ответственный исполнитель
|
Срок исполнения
|
Отчетный документ
|
|
|
Исследование технического уровня сверл глубокого сверления
|
Калачёв К.Н.
|
25.02.2010-15.03.2010
|
Справка и отчет о поиске
|
|
|
Руководитель курсового проекта ___________ Астафьев А.С.
Патентовед ___________ Астафьев А.С.
Приложение Б
РЕГЛАМЕНТ ПОИСКА
Наименование темы: Разработка конструкции сверла глубокого сверления
Дата задания на проведение патентных исследований 15.02.2010.
Начало поиска 25.02.2010. Окончание поиска 15.03.2010.
Таблица Б.1 - Регламент поиска
|
Предмет поиска
|
Цель поиска информации
|
Страна поиска
|
Классификационные индексы
|
Ретроспективность поиска
|
Наименование источников информации, по которым проводится поиск
|
|
|
|
|
УДК
|
МКИ
|
|
|
|
|
Сверло глубокого сверления
|
Обработка металлов резанием
|
Россия, Германия,
Великобритания,
США,
Япония, Франция
|
621.951.45
(088.)
|
В 23 В51/06
|
1980 -2002
|
Полные описания изобретений к авторским свидетельствам и патентам СССР.
Реферативный сборник «Изобретения за рубежом», «Изобретения в СССР и за рубежом», «Изобретения стран мира».
Реферативный журнал «Резание металлов. Станки и инструмент».
|
|
|
Руководитель курсового проекта ___________ Астафьев А.С.
Патентовед ___________ Астафьев А.С.
Приложение В
СПРАВКА О ПОИСКЕ
Дата задания на проведение патентных исследований 15.02.2010
Наименование темы: Разработка сверла глубокого сверления
Этап: Сверло
Начало поиска 25.02.2010. Окончание поиска 15.03.2010.
Таблица В.1 -Материалы, по которым проводился поиск
Предмет
поиска
|
Страна
поиска
|
Классификационные индексы
|
По фонду какой организации произведен поиск
|
Источники информации
|
|
|
|
|
|
Научно-техническая документация, наименования, дата публикации, выходные данные с указанием пределов просмотра (от и до)
|
Патентная документация, наименование патентного бюллетеня, журналов, охранных документов, номер и дата их публикации с указанием пределов просмотра (от и до)
|
|
|
Сверло глубокого сверления
|
Россия, Германия,
Великобритания,
США,
Япония, Франция
|
УДК 621.951.45.
(088.8)
МКИ
В 23 В 51/06
|
Читинская областная библиотека им. Чехова, Читинский государственный университет
|
Журнал «Станки и инструмент» 1996-1999 .
Журнал «Изобретения стран мира»,
2000-2002 гг.
|
Полные описания изобретений к авторским свидетельствам и патентам России с №416173 по №1865180 В23В 51/06.
|
|
|
Таблица В.2 - Патентная документация, отобранная для последующего анализа
Предмет
поиска
|
Страна выдачи, вид и номер охранного документа, классификационный индекс
|
Заявитель с указанием страны, номер заявки, дата приоритета, конвенционный приоритет, дата публикации
|
Сущность заявляемого технического решения и цели его создания (по описанию изобретения или опубликованной заявке)
|
|
|
Сверло глубокого сверления
|
Авторское свидетельство СССР № 814592 МКИ В23В 51/06 УДК 621.951.42 (088.8)
|
В.Н. Жирнов
В.Б. Мездрогин
Заявлено 22.01.79
Номер заявки
2715094/25-08
Опубликовано
23.03.81.
|
Изобретение относится к метало обработке и может быть использовано преимущественно для обработки глубоких отверстий.
Инструмент выполнен в виде сверлильной головки, имеющей два одинаковых режущих лезвия, расположенных под углом друг относительно друга, и направляющие шпонки, обеспечивающие направление инструмента по отверстию. Недостатком инструмента является то, что при увеличении силы резания или изменении ее направления происходит отжим инструмента и увод оси обрабатываемого отверстия.
|
|
Предмет
поиска
|
Страна выдачи, вид и номер охранного документа, классификационный индекс
|
Заявитель с указанием страны, номер заявки, дата приоритета, конвенционный приоритет, дата публикации
|
Сущность заявляемого технического решения и цели его создания (по описанию изобретения или опубликованной заявке)
|
|
|
Сверло глубокого сверления
|
Авторское свидетельство СССР № 933295 МКИ В23В 51/04 УДК 621.951.7 (088.8)
|
Ю.С. Галустьян
Г.К. Нестеров
И.И.Олейников
В.Б. Штерин и
Б.Г. Штучков
Заявлено 01.07.80 №2948898/25-08
Опубликовано
07.06.82
|
Изобретение относится к области механической обработки. Сверло для скоростного сверления, работающее по методу деления подачи. Сверло содержит корпус с каналом для отвода СОЖ вместе со стружкой. На корпусе установлены два резца, режущие кромки которых выполнены одинаковой ширины и расположены в одной диаметральной плоскости на равном расстоянии от оси сверла, и направляющие шпонки, расположенные попарно по наружной поверхности корпуса и охватывающие всю окружность корпуса.
|
|
|
Таблица В.3 - Научно-техническая информация, отобранная для последующего анализа
|
Наименование источника информации и автор
|
Год, место и орган издания (утверждения, депонирования источника)
|
Сущность технического решения и цели его создания
|
|
|
В.П Шатин. и др. Справочник конструктора- инструментальщика.
|
1975 М. «Машиностроение»
|
Одно кромчатое сверло для глубокого сверления, содержащее головку и стебель с V-образным стружкоотводящими канавками и соединенные между собой посредством хвостовика и паза. С целью повышения технологичности изготовления и надежности в работе, в головке и стебле перпендикулярно плоскостям V-образной канавки выполнены сквозные резьбовые отверстия, предназначенные для размещения в них введенных в сверло резьбовых крепежных элементов, при это ось отверстий смещена в сторону оси сверла от линии контакта боковых поверхностей паза и хвостовика на расстоянии 0,5 диаметра резьбового отверстия.
|
|
|
Выводы о выполнении регламента поиска: поиск проведен в полном соответствии с регламентом.
Руководитель дипломного проекта ___________________Астафьев А.С.
Патентовед __________________________________ ___ Астафьев А.С. Исполнитель поиска __________________________ ________ Калачёв К.Н.
ОТЧЁТ
о проведении патентных исследований
1 Анализ применимости в разработке известных прогрессивных решений
|
Номера охранных документов (страна выдачи, дата подачи заявки, выдачи документа)
|
Наименование объекта или его составных частей для использования технических решений
|
Возможность использования технического решения или причина отказа от его использования
|
Ожидаемый эффект
|
|
|
Авторское свидетельство № 1696174А1 МКИ В 23 В51/06 УДК 621.951.45 (088.8)
|
Однокромочное сверло для глубокого сверления
|
Сверло будет использоваться при сверлении глубокого отверстия коленчатого вала
|
Нет необходимости в переточках, использование твердого сплава, быстрое восстановление работоспособности сверла
|
|
|
