Технологический процесс механообработки корпусной детали

/

Содержание

Реферат

Введение

1. Общая часть

1.1 Анализ технологичности конструкции детали

1.2 Определение типа производства и расчет количества деталей в партии

2. Технологическая часть

2.1 Выбор метода получения заготовки

2.2 Разработка вариантов технологического процесса

2.3 Расчет межоперационных припусков и придельных размеров

2.4 Расчет режимов резания

2.5 Расчет технической нормы времени на операции

3. Конструкторская часть

3.1 Наладки на станок 1В340Ф30

3.2 Конструирование сверлильного установочно-зажимного приспособления

3.3 Конструирование сверлильного установочно-зажимного приспособления

3.4 Конструирование контрольного приспособления

3.5 Расчет вспомогательного инструмента

4. Специальная часть

5. Проектирование механосборочного цеха по укрупненным показателям

5.1 Расчет и планировка механического участка

5.2 Расчет механосборочного цеха

6. Безопасность проекта

6.1 Анализ опасных и вредных факторов технологического процесса

6.2 Требования безопасности к производственным помещениям и организации рабочих мест

6.3 Требование безопасности к производственному оборудованию, технологическому процессу

6.4 Пожарная безопасность

7. Экологическая часть

7.1 Экологические проблемы машиностроительного производства

7.2 Экологические проблемы возникающие при изготовлении детали и пути их решения

8. Экономическая часть

8.1 Определение стоимости основных производственных фондов участка

8.2 Расчет энергии всех типов

8.3 Расчет по труду и заработной плате

8.4 Определение затрат на производство и себестоимость детали

9. Патентные исследования

Заключение

Список литературы

Реферат

Дипломный проект содержит 114 страниц пояснительной записки; 11 иллюстраций, 30 таблиц, список используемой литературы (19 наименований). Приложения 18 листов. Графическая часть содержит 10 листов формата А1.

Технологический процесс механообработки корпусной детали шлифовального станка, технологическая оснастка, специальная часть, режущий инструмент, участок механообработки.

Объектом разработки является технологический процесс механической обработки корпусной детали внутришлифовального станка 3М227ВФ2.

Целью дипломного проекта является разработка оптимального высокопроизводительного технологического процесса, с применением современного оборудования, разработка технологической и конторольно-измерительной оснастки, разработка участка механической обработки.

Метод решения поставленных задач - раcчетно-аналический.

Достигнутые результаты - разработан новый технологический процесс, который базируется на новом, современном оборудовании, достигнуто повышение производительности обработки и снижение себестоимости изготовления детали.

Введение

Машиностроение является одной из важнейших отраслей промышленности нашей страны.

Эффективность данного производства, его технический прогресс, качество выпускаемой продукции во многом зависят от опережающего развития производства нового оборудования, машин, станков, аппаратов и материалов. Вновь разрабатываемые технологии должны учитывать последние достижения науки и техники. Поэтому в высших учебных заведениях предусмотрен курсовой проект. При выполнении, которого и учитываются все те факторы и новшества, разработанные за последнее время.

Анализ, существующих технологических процессов изготовления деталей выявил следующие их недостатки: высокую трудоемкость, высокую себестоимость, обслуживание одного станка одним рабочим. Все это связанно с устаревшим оборудованием (базирующимся на станках без ЧПУ).

Задачей настоящего дипломного проекта является разработка нового технологического процесса с применением современного программного оборудования, проектирования технологической оснастки, проектирования участка по изготовлению корпусных деталей и механического цеха.

Критерием оценки разработанного дипломного проекта является снижение себестоимости изготовления детали, уменьшения трудоемкости, введение многостаночного обслуживания, рациональность использования производственных площадей и организация технологических процессов.

1. Общая часть

1.1 Анализ технологичности конструкции детали

Заготовка детали 'Корпус 3М227ВФ2.51.028' получена литьем, поэтому получение наружного контура детали не вызывает значительных трудностей.

При разработке вариантов технологических процессов необходимо учесть возможность применения современного, и производительного оборудования, чтобы снизить трудоемкость и себестоимость детали.

Недостатком в разработке вариантов технологического процесса может являться большое количество переустановок детали. Это надо учесть при разработке технологических процессов.

Деталь 'Корпус 3М227ВФ2.51.028' изготовляется из серого чугуна: СЧ20 ГОСТ1412-85 заготовка получена литьем. Химический состав СЧ20 приведен в таблице 1.

Таблица 1 Химический состав СЧ20

Рабочий чертеж обрабатываемой детали содержит все необходимые сведения, дающие полное представление о детали, то есть все проекции, разрезы и сечения, совершенно четко и однозначно объясняющие её конфигурацию и возможные способы получения заготовки. На чертеже указаны все размеры с необходимыми отклонениями, требуемая шероховатость обрабатываемых поверхностей, допускаемые отклонения от правильных геометрических форм. Чертеж содержит все необходимые сведения о материале детали, массе детали и т.д.

В процессе анализа чертежа детали была проведена проверка соответствия между точностью и качеством обработки поверхностей. Результат проверки приведен в таблице 2.

Таблица 2 Соответствия точности и качества поверхностей

В основном деталь достаточно технологична, допускает применение высокопроизводительных режимов обработки, использование многоцелевого оборудования, имеет хорошие базовые поверхности для первоначальных операции и довольно проста.

1.2 Определение типа производства и расчет величины партии деталей

Тип производства характеризуется коэффициентом закрепления операций Кз.о., который показывает отношение всех различных технологических операций, выполняемых или подлежащим выполнению к числу рабочих мест:

, где

коэффициент закрепления операций;

число различных операций;

число рабочих мест выполняющих различные операции.

Располагая штучным или штучно калькуляционным временем, затраченным на каждую операцию, определяют количество станков:

, где

годовая программа, шт.;

штучно-калькуляционное время, мин;

действительный фонд рабочего времени, ч.;

нормативный коэффициент загрузки оборудования.

, где

такт выпуска изделий, мин.

Тогда

, где

действительный годовой фонд времени работы металлорежущих станков в часах;

годовой выпуск деталей (шт.);

среднее штучное время по основным операциям Т.П. мин.

Тогда:

Так как 1?3?10 то производство крупносерийное.

Определение количества деталей в партии.

Количество деталей в партии определяется по формуле:

, где

периодичность запуска деталей в днях. (Рекомендуется следующая периодичность запуска изделий: 3, 6, 12, 24 дней)

Принимаем дня.

Тогда:

шт.

Принимаем шт.

Корректировка размера партии состоит в определении расчетного числа смен на обработку всей партии деталей на основных рабочих местах:

, где

действительный фонд времени работы оборудования в смену, мин;

нормативный коэффициент загрузки станков при серийном производстве.

;

Принимаем смены.

Теперь определим число деталей в партии необходимых для загрузки оборудования на основных операциях в течение целого числа смен:

шт.

2. Технологическая часть

2.1 Выбор метода получения заготовки

Метод получения заготовки определяется назначением и конструкцией детали, материалом, техническими требованиями, масштабом и серийностью выпуска, а также экономичностью изготовления.

Заготовку для детали 'корпус 3М227ВФ2.51.028', можно получить только литьем, т.к. она изготавливается из серого чугуна.

Рассмотрим, учитывая требования к необрабатываемым поверхностям, два вида литья.

Литье в земляные формы себестоимость заготовки получаемой литьем рассчитывается по формуле:

, где

базовая стоимость одной тонны заготовок, руб/т.

масса заготовки, кг.

масса детали, кг.

стоимость одной тонны отходов, руб/т.

К_т; К_с; К_в.; К_м; К_п коэффициенты зависящие от класса точности, группы сложности, массы, марки материала, объема производства.

Тогда:

руб.

Литье по выплавляемым моделям: стоимость одной тонны заготовок получаемых литьем по выплавляемым моделям составляет

, руб/т.

Тогда:

руб.

Вывод: проводя анализ способов получения заготовки детали 'корпус' и учитывая чистоту необрабатываемых поверхностей, принимаем литье в земляные формы.

2.2 Разработка вариантов технологического процесса

2.2.1 Разработка граф-структуры вариантов технологического процесса

Граф-структура вариантов технологического процесса обработки детали 'корпус 3М227ВФ2.51.028' представлена на рис.1 Характерной чертой граф-структуры является замена ряда вертикально-сверлильных станков на многоцелевой, а также выбор между внутришлифовальном и координатно-расточным станками.

Рис.1 Граф-структура вариантов технологического процесса обработки детали 'корпус 3М227ВФ2.51.028'

2.2.2 Расчет трудоемкости технологического процесса по вариантам

Вариант I

Операция 005. Токарно-револьверная

Подрезать торец начисто

мин.

Подрезать торец начисто

мин.

Точить поверхность начерно

мин.

Точить поверхность начисто

мин.

Прорезать канавку

мин.

Расточить отверстие начерно

мин.

Расточить отверстие начисто

мин.

мин.

Операция 010. Токарно-револьверная

Подрезать торец начисто

мин.

Точить поверхность начерно

мин.

Точить поверхность начисто

мин.

Расcточить отверстие начерно и подрезать торец начерно

мин.

мин.

Расcточить отверстие начисто и подрезать торец начисто

мин.

мин.

Прорезать канавку

мин.

Прорезать канавку

мин.

мин.

Операция 015. Вертикально-сверлильная

Зацентровать 4 отверстия

мин.

Сверлить 4 отверстия

мин.

Зенкеровать 4 отверстия

мин.

Нарезать резьбу в 4 отверстиях

мин.

мин.

Операция 020. Вертикально-сверлильная

Зацентровать 5 отверстий

мин.

Сверлить отверстие

мин.

Сверлить 4 отверстия

мин.

Зенкеровать 4 отверстия

мин.

Нарезать резьбу в 4 отверстиях

мин.

мин.

Операция 025. Вертикально-сверлильная

Зацентровать 2 отверстия

мин.

Сверлить отверстие

мин.

Рассверлить отверстие

мин.

Сверлить отверстие

мин.

Зенкеровать отверстие

мин.

Нарезать резьбу в 2 отверстиях

мин.

мин.

Операция 030. Вертикально-сверлильная

Зацентровать отверстия

мин.

Сверлить отверстие

мин.

Зенкеровать отверстие

мин.

Нарезать резьбу в отверстии

мин.

мин.

Операция 035. Внутришлифовальная

Шлифовать поверхность

мин.

Шлифовать поверхность

мин.

мин.

мин.

Вариант II

Операция 005. Токарно-револьверная

мин.

Операция 010. Токарно-револьверная

мин.

Операция 015. Вертикально-сверлильная

мин.

Операция 020. Вертикально-сверлильная

мин.

Операция 025. Вертикально-сверлильная

мин.

Операция 030. Вертикально-сверлильная

мин.

Операция 035. Координатно-расточная

Расточить поверхность

мин.

Расточить поверхность

мин.

мин.

мин.

Вариант III

Операция 005. Токарно-револьверная

мин.

Операция 010. Токарно-револьверная

мин.

Операция 015. Многоцелевая

Зацентровать 11 отверстий

мин.

Сверлить 4 отверстия

мин.

Зенкеровать 4 отверстия.

мин.

Нарезать резьбу в 4 отверстиях

мин.

Сверлить отверстие

мин.

Рассверлить отверстие

мин.

Сверлить отверстие

мин.

Сверлить отверстия

мин.

Сверлить 4 отверстия

мин.

Зенкеровать 4 отверстия

мин.

Нарезать резьбу в четырех отверстиях

мин.

Зенкеровать 2 отверстия

мин.

Нарезать резьбу в 2 отверстиях

мин.

мин.

Операция 020. Вертикально-сверлильная

Зацентровать отверстия

мин.

Сверлить отверстие

мин.

Зенкеровать отверстие

мин.

Нарезать резьбу в отверстии.

мин.

мин.

Операция 025. Внутришлифовальная

мин.

мин.

Вариант IV

Операция 005. Токарно-револьверная

мин.

Операция 010. Токарно-револьверная

мин.

Операция 015. Многоцелевая

мин.

Операция 020. Вертикально-сверлильная

мин.

Операция 025. Координатно-расточная

мин.

мин.

2.2.3 Расчет себестоимости технологического процесса по вариантам

, где

основная и дополнительная зарплата с начислениями, коп./ч;

часовые затраты по эксплуатации рабочего места, коп./ч;

нормативный коэффициент экономической эффективности капитальных вложений;

балансовая стоимость станка, руб.;

площадь станка в плане, м²;

коэффициент, учитывающий дополнительную производственную площадь проходов, проездов;

действительный годовой фонд времени работы станка, ч.

, где

часовая тарифная ставка станочника-сдельщика соответствующего разряда, коп./ч.;

коэффициент, учитывающий зарплату наладчика;

практические часовые затраты на базовом рабочем месте, коп./ч.;

коэффициент, показывающий, во сколько раз затраты, связанные с работой данного станка, больше, чем аналогичные расходы у базового станка;

технологическая себестоимость операции механической обработки; коэффициент выполнения норм.

Вариант I

Операция 005. Токарно-револьверная 1В340Ф30

руб;

м² ;

;

;

;

мин.

коп./ч.

коп./ч.

коп./ч.

коп.

Операция 010. Токарно-револьверная 1В340Ф30

мин.

коп./ч.

коп./ч.

коп./ч.

коп.

Операция 015. Вертикально-сверлильная 2С125ПФ2И

руб;

м² ;

;

; ; мин.

коп./ч.

коп./ч.

коп./ч.

коп.

Операция 020. Вертикально-сверлильная 2С125ПФ2И

мин.

коп./ч.

коп./ч.

коп./ч.

коп./ч.

коп.

Операция 025. Вертикально-сверлильная 2С125ПФ2И

мин.

коп./ч.

коп./ч.

коп./ч.

коп.

Операция 030. Вертикально-сверлильная 2Г125

руб;

м² ;

;

;

;

мин.

коп./ч.

коп./ч.

коп./ч.

коп.

Операция 035. Внутришлифовальная 3К227В

руб;

м² ;

; ;

; мин.

коп./ч.

коп./ч.

коп./ч.

коп.

Вариант II. Операция 005. Токарно-револьверная 1В340Ф30

мин.

коп./ч.; коп./ч.;

коп./ч.; коп.

Операция 010. Токарно-револьверная 1В340Ф30

мин.

коп./ч.; коп./ч.

коп./ч.; коп.

Операция 015. Вертикально-сверлильная 2С125ПФ2И

мин.

коп./ч.; коп./ч.;

коп./ч.; коп.

Операция 020. Вертикально-сверлильная 2С125ПФ2И

мин.

коп./ч.; коп./ч.;

коп./ч.; коп.

Операция 025.

Вертикально-сверлильная 2С125ПФ2И мин.

коп./ч.; коп./ч.;

коп./ч.; коп.

Операция 030. Вертикально-сверлильная 2Г125

мин.

коп./ч.; коп./ч.

коп./ч.; коп.

Операция 035. Координатно-расточная 2421СФ10

руб;

м² ;

;

;

; мин.

коп./ч.

коп./ч.

коп./ч.

коп.

Вариант III

Операция 005. Токарно-револьверная 1В340Ф30

мин.

коп./ч.; коп./ч.;

коп./ч.; коп.

Операция 010. Токарно-револьверная 1В340Ф30

мин.

коп./ч.; коп./ч.

коп./ч.; коп.

Операция 015 Многоцелевая 2204ВМФ4

руб;

м²

;;;мин.

коп./ч.

коп./ч.

коп./ч.

коп.

Операция 020. Вертикально-сверлильная 2Г125

мин.

коп./ч.; коп./ч.

коп./ч.; коп.

Операция 025. Внутришлифовальная 3К227В

мин.

коп./ч.; коп./ч.;

коп./ч.; коп.

Вариант IV

Операция 005/ Токарно-револьверная 1В340Ф30

мин.

коп./ч.; коп./ч.;

коп./ч.; коп.

Операция 010/ Токарно-револьверная 1В340Ф30

мин.

коп./ч.; коп./ч.

коп./ч.; коп.

Операция 015/ Многоцелевая 2204ВМФ4

мин.

коп./ч.; коп./ч.;

коп./ч.; коп.

Операция 020/ Вертикально-сверлильная 2Г125

мин.

коп./ч.; коп./ч.

коп./ч.; коп.

Операция 025/ Координатно-расточная 2421СФ10

мин.

коп./ч.; коп./ч.;

коп./ч.; коп.

2.2.4 Определение оптимального варианта технологического процесса

Результаты расчетов общей трудоемкости и общей себестоимости по каждому варианту, сведены в таблицу 3.

Таблица 3 Трудоемкость и себестоимость технологического процесса

Вывод: из таблицы видно, что по минимуму приведенных затрат, а также по средней трудоемкости предпочтение следует отдать второму варианту.

2.3 Расчет межоперационных припусков и придельных размеров

При выполнении проекта расчет припусков на механическую обработку производится расчетно-аналитическим методом и по таблицам.

Рассчитаем припуск и промежуточные размеры для обработки отверстия диаметром 20Н7 мм. Технологический маршрут обработки отверстия диаметром 20Н7 мм состоит из чернового, чистового и тонкого растачивания. Погрешность установки.

мкм.

мкм.

мкм.

мкм.

Пространственные отклонения.

мкм.

мкм.

мкм.

мкм.

мкм.

мкм.

Расчетный припуск.

мкм.

мкм.

мкм.

Расчетный размер.

мм.

мм.

мм.

Предельные размеры.

мм.; мм.;

мм.; мм.;

мм.

мм.

мм.

мм.

Предельные значения припусков.

мкм.

мкм.

мкм.

мкм.

мкм.

мкм.

Проверка

мкм.; мкм.;

мкм.; мкм.;

мкм.; мкм.;

Данные расчета припусков на обработку отверстия диаметром 20Н7 сводим в таблицу 4.

Таблица 4 Расчета припусков на обработку отверстия диаметром 20Н7

Рассчитаем припуск и промежуточные размеров по технологическим переходам на обработку размера 78h9 мм.

Технологический маршрут обработки размера 78h9 мм. Rz=2,5 состоит из чернового, чистового точения.

Погрешность установки.

мкм.

мкм.

мкм.

Пространственные отклонения.

мкм.

мкм.

мкм.

мкм.

Расчетный припуск.

мкм.

мкм.

Расчетный размер.

мм.

мм.

Предельные размеры.

мм.; мм.;

мм.;

мм.

мм.

мм.

Предельные значения припусков.

мкм.

мкм.

мкм.

мкм.

Проверка.

мкм.; мкм.;

мкм.; мкм.;

Данные расчета припусков на обработку размера 78h9мм. Rz=2,5 сводим в таблицу 5.

Таблица 5 Расчета припусков на обработку размера 78h9мм

2.4 Расчет режимов резания

2.4.1 Расчет режимов резания по формулам резания

Проточить поверхность: D=45 на L = 28мм.

Исходные данные:

Станок токарно-револьверный: 1В340Ф30

Материал детали: СЧ20;

Режущий инструмент: резец проходной упорный с материалом режущей части ВК6, ц = 90°, державка резца 16Ч20. Стойкость инструмента Т = 90 мин

Определение режима резания

Подача s = 0,6 мм/об ;

Глубина резания t = 1,5 мм.

Скорость резания

; где

,

,

,

,

; где

; где

при точении резцами из твердого сплава

коэффициент учитывающий состояние поверхности

коэффициент учитывающий материал инструмента

м/мин.

Частота вращения шпинделя

об/мин.

Принимаем по паспорту станка об/мин.

Тогда фактическая скорость резания

м/мин.

Сверлить отверстие: D= 8,3 на L = 39мм.

Исходные данные

Станок вертикально-сверлильный: 2С125ПФ2И

Материал детали: СЧ20;

Режущий инструмент: сверло из быстрорежущей стали Р6М5

Стойкость инструмента: Т = 35 мин

Определение режима резания

Подача s = 0,3 мм/об ,

Скорость резания

; где

,

,

,

,

; где

; где

при сверлении сверлами из быстрорежущей стали

коэффициент учитывающий глубину сверления

коэффициент учитывающий материал инструмента

м/мин.

Частота вращения шпинделя

об/мин.

Принимаем по паспорту станка об/мин.

Тогда фактическая скорость резания

м/мин.

2.4.2 Расчет режимов резания методом математического моделирования

Сверлить отверстие: D= 8,3 на L = 39мм.

Исходные данные

Станок вертикально-сверлильный: 2С125ПФ2И

Материал детали: СЧ20; ;

Режущий инструмент: сверло из быстрорежущей стали Р6М5

Стойкость инструмента: Т = 35 мин

Ограничение 1

; ;

; ;

; ;

Ограничение 2

; ;

;

Ограничение 3

; ;

; ;

Ограничение 4

;

;

Ограничение 5

;

;

Ограничение 6

;

;

Ограничение 7

; ;

;

На основании полученных данных составляем симплекс таблицу (таблица6) и график (рис.2) для определения режимов резания.

Таблица 6 Симплекс таблица для расчета оптимальных режимов резания

Рис.2 График для определение оптимальных режимов резания

об/мин.

мм/об.

2.5 Расчет технической нормы времени на операции

Для серийного производства определяется норма штучно-калькуляционного времени.

, где

сумма основного или машинного времени по переходам;

где L - длина перемещения инструмента;

n, s - элементы режима резания (выбираются по таблицам или определяются по эмпирическим формулам теории резания);

i - число проходов инструмента.

вспомогательное время, определяется в условиях серийного производства по 3-м типовым комплексам: время на установку и снятие детали; время, связанное с переходами (подвод инструмента) время на контрольные замеры.

время обслуживания рабочего места, затрачивается исполнителем на поддержание средств технологического оснащения в работоспособном состоянии и уход за ними и рабочим местом и время отдыха и перерывов в работе (определяется в % от оперативного ).

подготовительно-заключительное время, затрачивается на подготовку исполнителя и средств технологического оснащения к выполнению технологической операции, устанавливается на партию деталей, оно включает себя:

получение материалов инструментов приспособлений;

технологической документации и наряда на работу;

установку инструментов, приспособлений, наладку оборудования на соответствующие режимы работы;

снятие приспособлений и инструментов после окончания работы;

сдачу готовой продукции, остатков материала, приспособлений, инструмента, технологической документации и наряда на работу.

Операция 005. Токарно-револьверная. Станок 1В340Ф30

Переход 1. Подрезать торец мм,

мм/об.; об/мин.; мм.;

Основное (машинное) время

мин.

Переход 2. Подрезать торец мм,

мм/об.; об/мин.; мм.;

Основное (машинное) время

мин.

Переход 3. Точить поверхность начерномм,

мм/об.; об/мин.; мм.;

Основное (машинное) время

мин.

Переход 4. Точить поверхность начистомм,

мм/об.; об/мин.; мм.;

Основное (машинное) время

мин.

Переход 5. Прорезать канавкумм,

мм/об.; об/мин.; мм.;

Основное (машинное) время

мин.

Переход 6. Расточить отверстие начерномм,

мм/об.; об/мин.; мм.;

Основное (машинное) время

мин.

Переход 7. Расточить отверстие начистомм,

мм/об.; об/мин.; мм.;

Основное (машинное) время

мин.

мин.

мин.

мин.

мин.

Операция 010. Токарно-револьверная. Станок 1В340Ф30

Переход 1. Подрезать торец начерномм,

мм/об.; об/мин.; мм.;

Основное (машинное) время

Переход 2. Подрезать торец начистомм,

мм/об.; об/мин.; мм.;

Основное (машинное) время

мин.

Переход 3. Расточить отверстие начерномм,

мм/об.; об/мин.; мм.;

Основное (машинное) время

мин.

Переход 4. Подрезать торец начерномм,

мм/об.; об/мин.; мм.;

Основное (машинное) время

мин.

Переход 5. Снять фаску мм,

мм/об.; об/мин.; мм.;

Основное (машинное) время

мин.

Переход 6. Расточить отверстие начисто мм,

мм/об.; об/мин.; мм.;

Основное (машинное) время

мин.

Переход 7. Подрезать торец начистомм,

мм/об.; об/мин.; мм.;

Основное (машинное) время

мин.

Переход 8. Точить канавкимм,

мм/об.; об/мин.; мм.;

Основное (машинное) время

мин.

Переход 9. Точить поверхность начерномм,

мм/об.; об/мин.; мм.;

Основное (машинное) время

мин.

Переход 10. Точить поверхность начистомм,

мм/об.; об/мин.; мм.;

Основное (машинное) время

мин.

мин.

мин.

мин.

мин.

Операция 015. Вертикально-сверлильная. Станок 2С125ПФ2И

Переход 1. Зацентровать 4 отверстиймм,.

мм/об.; об/мин.; мм.;

Основное (машинное) время

мин.

Переход 2. Сверлить 4 отверстиймм,.

мм/об.; об/мин.; мм.;

Основное (машинное) время

мин.

Переход 3. Зенкеровать 4 отверстиймм,.

мм/об.; об/мин.; мм.;

Основное (машинное) время

мин.

Переход 4. Нарезать резьбу в 4 отверстияхмм,.

мм/об.; об/мин.; мм.;

Основное (машинное) время

мин.

мин.

мин.

мин.

мин.

Операция 020. Вертикально-сверлильная. Станок 2С125ПФ2И

Переход 1. Зацентровать 5 отверстиймм,.

мм/об.; об/мин.; мм.;

Основное (машинное) время

мин.

Переход 2. Сверлить отверстиемм,.

мм/об.; об/мин.; мм.;

Основное (машинное) время

мин.

Переход 3. Сверлить 4 отверстиямм,.

мм/об.; об/мин.; мм.;

Основное (машинное) время

мин.

Переход 4. Зенкеровать 4 отверстиямм,.

мм/об.; об/мин.; мм.;

Основное (машинное) время

мин.

Переход 5. Нарезать резьбу в 4 отверстияхмм,.

мм/об.; об/мин.; мм.;

Основное (машинное) время

мин.

мин.

мин.

мин.

мин.

Операция 025. Вертикально-сверлильная. Станок 2С125ПФ2И

Переход 1. Зацентровать 2 отверстиймм,.

мм/об.; об/мин.; мм.;

Основное (машинное) время

мин.

Переход 2. Сверлить отверстие мм,.

мм/об.; об/мин.; мм.;

Основное (машинное) время

мин.

Переход 3. Рассверлить отверстиемм,.

мм/об.; об/мин.; мм.;

Основное (машинное) время

мин.

Переход 4. Сверлить отверстие мм,.

мм/об.; об/мин.; мм.;

Основное (машинное) время

мин.

Переход 5. Зенкеровать 2 отверстиямм,.

мм/об.; об/мин.; мм.;

Основное (машинное) время

мин.

Переход 6. Нарезать резьбу в 2 отверстиях ,

мм/об.; об/мин.; мм.;

Основное (машинное) время

мин.

мин.

мин.

мин.

мин.

Операция 030. Вертикально-сверлильная. Станок 2Г125

Переход 1. Зацентровать отверстиемм,.

мм/об.; об/мин.; мм.;

Основное (машинное) время

мин.

Переход 2. Сверлить отверстиемм,.

мм/об.; об/мин.; мм.;

Основное (машинное) время

мин.

Переход 3. Зенкеровать отверстиумм,.

мм/об.; об/мин.; мм.;

Основное (машинное) время

мин.

Переход 4. Нарезать резьбу в отверстиимм,.

мм/об.; об/мин.; мм.;

Основное (машинное) время

мин.

мин.

мин.

мин.

мин.

Операция 035. Координатно-расточная. Станок 2421СФ10

Переход 1. Тонкое растачивание отверстия мм,

мм/об.; об/мин.; мм.;

Основное (машинное) время

мин.

Переход 2. Тонкое растачивание отверстия мм,

мм/об.; об/мин.; мм.;

Основное (машинное) время

мин.

мин.

мин.

мин.

мин.

3. Конструкторская часть

3.1 Разработка наладки (токарная программная операция)

При разработке наладки на данную операцию, существует возможность совмещения измерительной и технологической баз. В результате чего погрешность базирования становится равной нулю. Эта возможность появляется благодаря наличию подводимого временного упора, установленного в револьверной головке станка. Данный упор продвигает, на определённое расстояние (заданное программой), деталь в 3х-кулачковый патрон. После чего патрон производит закрепление, а упор возвращается в исходное положение.

Наладка инструмента в инструментальной револьверной головке

Нулевая точка инструментальной головки выбирается таким образом, чтобы при ее повороте, вместе с закрепленным в ней режущим инструментом, вылет которого по оси мм, не задевала обрабатываемую деталь и узлы станка.

Нулевые точки инструментальной головки и режущего инструмента

Инструментальная головка ; мм.; мм.

Резец подрезной: ; мм.; мм.

Резец подрезной: ; мм.; мм.

Резец расточной: ; мм.; мм.

Резец расточной: ; мм.; мм.

Резец канавочный: ; мм.; мм.

Резец проходной: ; мм.; мм.

Резец проходной: ; мм.; мм.

3.2 Установочно-зажимное приспособление (сверлильное)

Работа установочно-зажимного приспособления.

Оператор устанавливает заготовку диаметром 90 мм на шток пневмоцилиндра, втулку и установочный палец, до упора в промежуточное кольцо. На шток пневмоцилиндра одевается съемная шайба. Под заготовку устанавливается призма которая фиксируется болтами, послу чего оператор зажимает заготовку.

Монтаж приспособления на стол станка.

Приспособление устанавливается на установочный палец в центре стола станка и фиксируется прижимными болтами через пазы нижней плиты.

Произвести пробную фиксацию заготовки в приспособлении, и обработку заготовки в приспособлении. При положительных результатах контроля детали приступить к работе.

Определения сил зажима.

На заготовку при обработке в приспособлении действуют силы обработки, объемные силы, силы зажима и реакций элементов приспособлении.

Поэтому первым этапом расчета необходимо дать схему установки детали со всеми приложенными к ней силами, стремящимися нарушить положение детали в приспособлении (силы резания, силы зажима), и силы, стремящиеся сохранить это положение (силы трения, реакции опор). По расчетной схеме необходимо установить направление возможного перемещения или поворота заготовки под действием сил и моментов, определить величину проекций всех сил на направление перемещения и составить уравнение сил и моментов.

На основании данных о режиме резания рассчитаем крутящий момент М_кр. Сверлить отверстие Ф8,3 мм, на глубину 24 мм.

Крутящий момент:

, где

коэффициент и показатели степени;

;

;

коэффициент учитывающий фактические условия обработки (зависит от материала заготовки);

подача;

Н·м.

На основании данных о режиме резания, схемы установки и закрепления детали рассчитаем необходимую силу зажима из условия статического равновесия детали. (рис.3)

Рис.3 Схема расчета усилия зажима

, где

коэффициент силы запаса под закрепление;

гарантированный коэффициент запаса;

для чистовой поверхности;

при сверлении;

при прерывистом резании;

для пневматических зажимов;

при большой площади контакта;

мм;

коэффициент трения.

Н.

Определим параметры пневмоцилиндра одностороннего действия с тарельчатой мембраной

Усилие на штоке пневмоцилиндра при ходе определяется по формуле:

, где

необходимое усилие на штоке, Н.;

рабочий диаметр резинотканевой мембраны, мм.;

наружный диаметр опорной шайбы, мм.;

избыточное давление сжатого воздуха, (МПа);

сила от возвратной пружины, Н.

Из формулы следует:

корпусный шлифовальный механический станок

Принимаем стандартный пневмоцилиндр

При ходе сила на штоке = 2700Н

Н.

Расчет на точность установочно-зажимного приспособления

Рассчитаем по формуле:

, где

погрешность базирования, мм.;

погрешность закрепления, мм.;

, где

наибольший диаметр отверстия под втулку, мм., (Ф45Н7);

наименьший диаметр втулки, мм., (Ф45g6);

наибольший диаметр отверстия под палец, мм., (Ф8,3H6);

наименьший диаметр пальца, мм., (Ф8,3g6).

, где

погрешность от устанавливаемой призмы;

допуск на диаметр детали, мм., (Ф44,5H9);

угол призмы.

мм.

мм,

мм.

Таким образом, погрешность приспособления удовлетворяет требуемой точности обработки.

3.3 Установочно-зажимное приспособление (сверлильное)

Работа установочно-зажимного приспособления.

Оператор устанавливает заготовку диаметром 90 мм на два установочных палеца, до упора в промежуточное кольцо. Подводятся прихваты. При движении штока пневмоцилиндра вверх, планка на которой закреплен пневмоцилиндр опускается вниз, вместе с болтами, которые в свою очередь прижимаю прихваты к детали, закрепляя ее.

Монтаж приспособления на стол станка.

Приспособление устанавливается на установочный палец в центре стола станка и фиксируется прижимными болтами через пазы нижней плиты.

Произвести пробную фиксацию заготовки в приспособлении, и обработку заготовки в приспособлении. При положительных результатах контроля детали приступить к работе.

Определения сил зажима.

На заготовку при обработке в приспособлении действуют силы обработки, объемные силы, силы зажима и реакций элементов приспособлении.

Поэтому первым этапом расчета необходимо дать схему установки детали со всеми приложенными к ней силами, стремящимися нарушить положение детали в приспособлении (силы резания, силы зажима), и силы, стремящиеся сохранить это положение (силы трения, реакции опор). По расчетной схеме необходимо установить направление возможного перемещения или поворота заготовки под действием сил и моментов, определить величину проекций всех сил на направление перемещения и составить уравнение сил и моментов.

На основании данных о режиме резания рассчитаем крутящий момент М_кр

Сверлить отверстие Ф7 мм, на глубину 20 мм.

Крутящий момент:

, где

коэффициент и показатели степени;

;

;

коэффициент учитывающий фактические условия обработки (зависит от материала заготовки); подача.

Н·м;

На основании данных о режиме резания, схемы установки и закрепления детали рассчитаем необходимую силу зажима из условия статического равновесия детали. (рис.4)

Рис.4 Схема расчета усилия зажима

, где

коэффициент силы запаса под закрепление;

гарантированный коэффициент запаса;

для чистовой поверхности;

при сверлении;

при прерывистом резании;

для пневматических зажимов;

при большой площади контакта.

коэффициент трения;

мм.;

мм.

Выразим прижимных силы через

, где

мм.;

.;

кпд, учитывающий потери на трение в опорах рычага;

,

, отсюда

,

выразим из формулы

приравниваем формулы

получим окончательную формулу для расчета силы зажима :

Определим параметры пневмоцилиндра одностороннего действия с тарельчатой мембраной

Усилие на штоке пневмоцилиндра при ходе определяется по формуле:

, где

необходимое усилие на штоке, Н.

рабочий диаметр резинотканевой мембраны, мм.

наружный диаметр опорной шайбы, мм.

избыточное давление сжатого воздуха, (МПа).

сила от возвратной пружины, Н.

Из формулы следует:

Принимаем стандартный пневмоцилиндр

В положении близкому к исходному сила на штоке = 3500Н

Н.

Расчет на точность установочно-зажимного приспособления

Рассчитаем по формуле:

,где

погрешность базирования.

погрешность закрепления.

, где

наибольший диаметр отверстия под палец, мм., (Ф45Н7);

наименьший диаметр пальца, мм., (Ф45g6);

наибольший диаметр отверстия под палец, мм., (Ф8,3H6);

наименьший диаметр пальца, мм., (Ф8,3g6);

мм.,

мм.

Таким образом, погрешность приспособления удовлетворяет требуемой точности обработки.

3.4 Контрольное приспособление

В условиях серийного производства сокращение времени на измерительные операции приводит к значительной экономии при производстве детали.

Вспомогательное время на контрольные промеры универсальным инструментам с установкой его на размер в процессе измерения составляет примерно 0,12 мин. Специализированными средствами контроля составляет примерно 0,06 - 0,08 мин.

Конструкция и принцип работы контрольного приспособления.

Контрольно - измерительное приспособление служит для контроля соосности поверхности М, относительно поверхности Н не более 0,02мм.

Принцип работы контрольно - измерительного приспособления основан на методе непосредственной оценки, т.е. величина определяется непосредственно по отсчетному устройству измерительного прибора.

В качестве измерительного прибора служит станочный индикатор часового типа, закрепленный на опоре приспособления.

Для измерения контролируемого параметра требуется:

Ослабить винты, отвести планку вверх, установить деталь в приспособлении на призму так, чтобы она уперлась плоскостью к боковой стороне корпуса. Опустить планку и зафиксировать ее винтами. После чего медленно вращая деталь снимать (фиксировать) контролируемый параметр (соосность поверхностей). Индикатор покажет отклонение от заданного параметра.

По окончании измерения, деталь извлекается из приспособления путем приведенным выше.

Конструкция контрольно - измерительного приспособления.

Конструкция контрольно - измерительного приспособления довольно проста, размеры большинства дететалей принимаю конструктивно, но также использую стандартные детали (винты, штифты, пружины).

Материал, применяемый в конструкции приспособления.

Корпус и планку следует изготовить из стали 45 , и закалить, т.к. в ходе работы приспособления эти детали подвержены наибольшему износу, а от их размеров зависит точность измерения детали. Остальные детали следует изготовить из стали 20.

Расчет приспособления на точность.

При работе приспособления возникают погрешности.

Контролируемый размер соосность не более 0,02мм.

Погрешность измерения индикатора часового типа не превышает 0,01 мм, но существуют погрешности изготовления деталей приспособления, которые суммируются при эксплуатации приспособления и вносят неточность в размер контролируемой детали.

В данном случае на погрешность измерения будет оказывать влияние отклонение детали от цилиндричности, которая нормирована для станка с повышенной точности обработки и составляет не более 0,01мм.

Суммируем погрешности и получим погрешность измерения приспособления: Е=0,01+0,01=0,02мм.

Следовательно, данным приспособлением можно контролировать данный параметр.

3.5 Расчет вспомогательного инструмента

Патроны предназначены для нарезания резьбы метчиками в сквозных и глухих отверстиях.

В корпусе 1 размещено устройство осевой компенсации, состоящее из муфты 2, шариков 3, пружин 4 и 5.

Корпус 1, муфта 2 и хвостовик 6 с гайкой 13 крепятся с помощью пальца 7. Шарики 3 служат для передачи крутящего момента и направляющими качения осевого перемещения муфты в корпусе. Для предохранения шариков от выпадания на корпус 1 установлена обойма 9, зафиксированная с помощью кольца 8.

На конце муфты 2 имеется замковое устройство для сменного метчикодержателя 14, состоящее из замка 10, шариков 11 и пружины 12.

Сменный метчикодержатель состоит из корпуса 15 и предохранительного устройства, которое включает сепаратор 16, сухарь 17, шарики 18, упругий полиуретановый элемент 19 и резьбовую пробку 20. С помощью винта 24 пробка фиксируется от самоотвинчивания в процессе работы. Пробкой регулируется крутящий момент, при котором срабатывает предохранительное устройство метчикодержателя.

На основании данных о режиме резания определим крутящий момент М_кр

Нарезать резьбу в отверстие М6 мм, на глубину 11 мм.

, где

коэффициент и показатели степени;

; ;

коэффициент учитывающий фактические условия обработки (зависит от материала заготовки); шаг резьбы, мм;

Н·м.

Крутящий момент должен быть отрегулирован на 2-2,2 Н·м.

В корпусе 15 смонтировано замковое устройство для крепления метчиков, состоящее из замка 21, шариков 22 и пружин 23. выступы g служат для передачи крутящего момента от патрона к сепаратору 16 метчикодержателя.

Осевая компенсация 'растяжения' реализуется в патроне тогда, когда шаг нарезаемой метчиком резьбы больше, чем рабочая подача станка. В этом случае метчик вместе с метчикодержателем 14 и муфтой 2 выдвигается из корпуса 1, скользя по шарикам 3.

При выводе метчика из резьбового отверстия пружина 4 осуществляет возврат муфты 2 в исходное положение. При осевом перемещении шарики 3 перекатываются по пазам корпуса 1.

При работе пружина должна выдерживать осевое усилие возникающее при нарезании резьбы и сжиматься если это усилие превышает 10-15%

, где

, где

длина витка, мм;

, где

угол наклона витка;

шаг резьбы, мм;

, где

сила действующая в горизонтальной плоскости, Н;

плечо на котором действует сила относительно ось, мм;

Н.

Осевая компенсация 'сжатия' реализуется в патроне тогда, когда прекращается перемещение (осевое и вращательное) метчика (например, заедание метчика по резьбе, упор в дно отверстия), а рабочая подача и вращение патрона продолжаются. В этом случае метчик вместе с метчикодержателем 14 и муфтой 2 вдвигаются внутрь корпуса 1, скользя по шарикам 3. Угол наклона кромки сухаря 17 должен быть в пределах 8-10°, что обеспечивает самоторможение шариков 18, предохраняя их от самопроизвольного утопания в отверстии f, а при увеличении нагрузки, под воздействием кромки отверстия f утопают в нем, разъединяют сепаратор 16 и корпус 15, тем самым предохраняя метчик от поломки.

4. Специальная часть

Описание объекта ремонта.

Сцепление - сухое, однодисковое, с упругим ведомым диском, снабженным гасителем крутильных колебаний, с диафрагменной нажимной пружиной. Привод управления сцеплением от педали к вилке - механический с помощью троса.

Сцепление (рис.5) состоит из двух основных частей, нажимного диска 5 с нажимной пружиной в сборе и ведомого диска 4. механизм сцепления смонтирован в литом картере 2 из магниевого сплава.

Рис.5. Сцепление: 1 - защитный кожух; 2 - картер сцепления; 3 - болт; 4 - ведомый диск сцепления; 5 - нажимной диск сцепления; 6 - соединительное звено; 7 - подшипник выключения сцепления; 8 - картер коробки передач; 9 - направляющая втулка с фланцем; 10 - роликовый подшипник ведущего вала коробки передач; 11 - ведущий вал коробки передач; 12 - манжета ведущего вала; 13 - манжета дифференциала; 14 - маховик; 15,18 - втулки вилки выключения сцепления; 16 - винт; 17 - вилка выключения сцепления.

Картер имеет оребрения и замкнутую форму. Центрирование картера сцепления относительно блока цилиндров двигателя осуществляется двумя установочными втулками диаметром 16 мм, запрессованными в блок цилиндров. Между картером сцепления и блоком цилиндров устанавливается защитный кожух 1. к блоку цилиндров картер сцепления с защитным кожухом крепится тремя болтами и одной шпилькой М12.

В картере на полиамидных втулках 15 и 18 устанавливается ось 17 с вилкой выключения сцепления. На вилке с помощью двух пружинных звеньев 6 закреплен подшипник 7 выключения сцепления, скользящий на направляющей втулке 9. полость картера сцепления уплотнена манжетой 12 ведущего вала коробки.

В левой верхней части картера сцепления выполнен прилив с карманом для установки и крепления стартера. Стартер закреплен двумя шпильками М10 и центрируется проточкой, выполненной в картере. В левой верхней части выполнено отверстие диаметром 15 мм для диагностического датчика ВМТ.

Картер сцепления является одновременно и частью картера коробки передач с главной передачей и дифференциалом, с картером коробки сцентрирован двумя штифтами диаметром 12 мм.

Выбор основных параметров технологического процесса.

Диаметры фрикционных накладок ведомого диска, мм:

наружный ………………………………………………... 180

внутренний ………………………………………………. 125

Толщина фрикционных накладок, мм ………………………. 3,50,1

Ведомый диск должен свободно вращаться при отводе

нажимного диска на, мм ……………………………………… 1,4

Ход упорного торца нажимной пружины, соответствующий

отводу нажимного диска на 1,4…1,7 мм, мм ……………….. 7,5…8,5

Зазор между нажимным подшипником

и нажимной пружиной, мм …………………………………… 1,5

Наружный ход рычага включения сцепления при зазоре 1,5 мм

Между выжимным подшипником и пружинной, мм ………. 3

Работа контрольного приспособления.

Оператор устанавливает нажимной диск сцепления на промежуточное кольцо расположенное на плите и крепится тремя винтами. На шток пневмоцилиндра одевается прижимной диск и съемная шайба. После этого в пневмоцилиндр подается давление.

Расчет на точность приспособления

Проведем расчет точности показания приспособления, по условию обеспечения размера мм. (см. рис.6).

Рис.6 Схема расчета точности показания индикатора

Рассчитаем по формуле:

, где

погрешность базирования;

погрешность закрепления;

,где

наименьший диаметр штока, мм., (Ф12g9).

наибольший диаметр отверстия втулки, мм., (Ф12H9).

наименьший наружный диаметр втулки, мм., (Ф34g9).

наибольший диаметр отверстия втулки, мм., (Ф34H9).

мм.

мм.

Таким образом, погрешность приспособления удовлетворяет требуемой точности обработки. Определения сил зажима.

Определим параметры пневмоцилиндра одностороннего действия с тарельчатой мембраной (см. рис.7).

Рис.7 Схема расчета рабочего диаметра мембраны

Усилие на штоке пневмоцилиндра при ходе определяется по формуле:

, где

необходимое усилие на штоке, Н.

рабочий диаметр резинотканевой мембраны, мм.

наружный диаметр опорной шайбы, мм.

избыточное давление сжатого воздуха, (МПа).

сила от возвратной пружины, Н.

сила от возвратной пружины, Н.

Из формулы следует:

Н.

Н.

5. Проектирование участка механической обработки

5.1 Расчет и планировка механического участка

Расчет количества основного производственного оборудования

На основании данных о трудоемкости годовой программы выпуска деталей по участку составляется таблица для расчета количества станков каждого типоразмера.

Расчетное количество станков данного типа определяется по формуле:

, где

расчетное количество станков данного типоразмера;

трудоемкость годового количества всех деталей на станках данного типоразмера в станко-часах:

действительный годовой фонд времени работы оборудования при 2-х сменной работе в часах.

Принятое число станков каждого типоразмера получаем округлением расчетного числа до ближайшего большего целого.

Станок 1В340Ф30:

Станок 2С125ПФ2И:

Станок 16К20Ф3:

Станок 2Г125:

Станок 2620А:

Станок МР76М:

Станок 5350А:

Станок 3153М:

Станок 7710В:

Для определения степени загруженности по времени станков данного типоразмера пользуются коэффициентом загрузки оборудования, который определяется отношением расчетного числа станков к принятому:

Станок 1В340Ф30:

Станок 2С125ПФ2И:

Станок 16К20Ф3:

Станок 2Г125:

Станок 2620А:

Станок МР76М:

Станок 5350А:

Станок 3153М:

Станок 7710В:

Средний коэффициент загрузки оборудования по участку, отделению или цеху:

Рассчитанное значение среднего коэффициента загрузки станков по участку находится в пределах нормы для серийного производства.

Расчет количества рабочих.

К производственным рабочим механических цехов относятся станочники, операторы и наладчики автоматических линий, разметчики, слесари по промежуточным слесарно-сборочным работам, мойщики деталей. Число станочников можно определить по числу станков цеха или участка:

, где

коэффициент многостаночного обслуживания для универсальных станков

коэффициент многостаночного обслуживания для программных станков

коэффициенты использования оборудования;

коэффициенты загрузки, принимаем на основании расчетов).

Количество токарей (станок 1В340Ф30):

Количество токарей (станок 16К20Ф3):

Количество сверловщиков (станок 2С125ПФ2И):

Количество сверловщиков (станок 2Г125):

Количество фрезеровщиков (станок МР76М и 5350А):

Количество шлифовщиков (станок 3153М):

Количество протяжников (станок 7710В):

Количество расточников (станок 2620А):

Общее количество станочников на участке - 33 чел. Общее количество производственных рабочих в цехе (5 участков) - 165 чел. Прочий цеховой персонал ( в соответствии с нормами для серийного производства):

Вспомогательные рабочие (18 - 20% производственных) - 33 чел.

ИТР (9,5 - 11% вспом. + произв.рабочих) - 20 чел.

Служащие (1,4 - 2% вспом. + произв.рабочих) - 4 чел.

Работники ОТК (4 - 6% вспом. + произв.рабочих) - 11 чел.

Количество младшего обслуживающего персонала (уборщиков стружки, помещений и т.д.) уточняется после разработки компоновки цеха.

5.2 Проектирование механосборочного цеха

Определение размера площади цеха.

Общее количество оборудования в цехе (5 участков) - 26Ч5=130 шт.

Производственная площадь участка определяется на основании разработанного чертежа планировки расположения оборудования на участке и составляет

Производственная площадь цеха

В соответствии с отраслевыми нормами металлорежущее оборудование в цехе по типам распределяется следующим образом табл. 7.

Таблица 7 Распределение оборудования в цехе

Удельная производственная площадь:

/станок

Рассчитанное значение площади находится в пределах норм для цехов со станками средних размеров.

Проектирование вспомогательных отделений механосборочного цеха

Заточное отделение

Заточное отделение организуется централизованным для всего цеха с целью улучшения качества заточки режущего инструмента. Основное оборудование - заточные и доводочные (для окончательной доводки твердосплавного режущего инструмента) станки.

Количество станков в отделении (5% от числа станков в цехе) - 6шт.

Площадь отделения (из расчета на станок) - 60 м²

Кол-во рабочих (из расчета 1,5 - 2 чел/станок для 2-х сменной работы) - 8 чел.

Ремонтная база цеха

Предназначается для проведения межремонтного обслуживания производственного оборудования, а также для проведения ремонтных работ (мелкий и средний ремонт).

Количество станков в рем. базе (для цеха с 130 станками) - 4шт.

Число рабочих станочников

Количество слесарей (60% от числа станочников) - 4 чел.

Количество ИТР - (10% от числа рабочих) - 1 чел.

Площадь отделения (уд. Общая площадь 31 м²/станок) - 124м²;

в т.ч. склад зап. Частей - 16 м².

Кладовые инструмента и оснастки

Предназначены для хранения режущего, вспомогательного и измерительного инструмента, а также приспособлений для установки деталей на станке. Расчет выполняется на основании норм удельной площади на 1 производственный станок.

Кладовые приспособлений (0,15 м²/станок) - 20 м²

Инструментально-раздаточная кладовая (0,2 м²/станок) - 26 м²

Контрольное отделение

В проектируемом цехе выполняется входной контроль поступающего в цех материала и заготовок (выполняется в заготовительном отделении и на складе заготовок), промежуточный (на рабочих местах после обработки партии деталей), летучий (периодические проверки на рабочих местах), окончательный (в контрольном отделении цеха, перед передачей деталей на сборку).

Площадь контрольного отделения:

м²

Отделение для приготовления и раздачи СОЖ

Для проектируемого цеха предусмотрен централизованный групповой способ снабжения СОЖ.

Площадь отделения: м²

Площадь склада масел - 15 м²

Отделение для переработки стружки

Отделение предназначено для переработки стружки в брикеты. Стружку доставляют в отделение из сборных коробов, установленных на участках, на электрокарах. Площадь отделения (в соответствии с нормами) - 90 м²

Проектирование складских помещений

Склад материалов и заготовок

Предназначен для хранения запасов пруткового и другого материала и заготовок (отливок, поковок, штампов, и др.). Прутковый материал хранится горизонтально в штабелях стойках, клеточных и крючковых стеллажах или вертикально в пирамидных стеллажах. Крупные и средние поковки и отливки хранятся на полу отдельными штуками или в штабелях; мелкие - на полочных складах с гнездами.

Расчетная формула для определения площади склада:

м², где

общий черновой вес материалов или заготовок, подлежащих механической сборке в течении года, т.(приблизительно на 20% больше массы годовых деталей с учетом количества участков на которых обрабатываются детали).

среднее количество дней, на которое принимается запас материала;

количество рабочих дней в году;

среднедопустимая нагрузка на площадь цеха,т/ м²;

коэффициент использования площади склада.

В зависимости от результатов компоновки цеха площадь склада заготовок может быть принята больше, в пределах 10 - 15% площади станочного.

Склад готовых деталей и межоперационный склад.

Площадь складов готовых деталей и межоперационного склада может быть принята на 10% (для межоперационного) и на 20% (для склада готовых изделий) меньше чем площадь склада заготовок.

Соответственно:

Межоперационный склад - 225 м²

Склад готовых деталей - 200 м²

Проектирование транспортной системы цеха

В качестве внутрицехового транспорта для цеха использованы крановый (кран-балки с нижним управлением) и электротележки (грузоподъемность - 1,5 т.). Кран-балки используются также в качестве технологических подъемников для установки крупногабаритных деталей на станки.

Количество электротележек определяется по формуле:

,

где годовой грузооборот, т;

грузоподъемность электротележки,т;

общее время пробега(оборот) электротележки, мин;

коэффициент неравномерности;

коэффициент использования грузоподъемности;

действительный годовой фонд времени работы оборудования при соответствующем числе смен (m=1 или 2).

6. Безопасность технологического процесса

6.1 Анализ опасных и вредных факторов технологического процесса

При механической обработке металлов на металлорежущих станках возникает ряд физических, химических, психофизиологических, биологических опасных и вредных факторов. Движущиеся части производственного оборудования, передвигающиеся изделия и заготовки; стружка обрабатываемых материалов, осколки инструментов, высокая температура поверхности обрабатываемых деталей и инструмента; повышенное напряжение в электроцепи - относятся к категории физических опасных факторов. При обработке хрупких материалов на высоких скоростях резания стружка от станка может разлетаться на 3-5м. Металлическая стружка, особенно при обработке вязких металлов (стали), имеющая высокую температуру (400-600^о С) и большую кинетическую энергию, представляет серьезную опасность не только для работающего на станке, но и для лиц, находящихся вблизи станка. Наиболее распространенными у станочников являются травмы глаз, так при токарной обработке они составляют 50% от общего числа производственных травм, при фрезеровании - 10%, при заточке инструмента - 8%. Является необходимым применение защитных очков. Физическими вредными факторами на производстве характерными для процесса резания являются:

повышенная загазованность воздуха рабочей зоны;

высокий уровень шума и вибрации;

недостаточная освещенность рабочей зоны;

повышенная пульсация светового потока.

При отсутствии средств защиты запыленность воздушной среды в зоне дыхания станочников может превышать предельно допустимые концентрации. Размер пылевых частиц в зоне дыхания колеблется в широком диапазоне - от 2 до 60 мкм. Значения выделения пыли при механической обработке и запыленность воздуха рабочей зоны при точении хрупких металлов приведены в таблицах 8 и 9.

Таблица 8 Значения выделения пыли при механической обработке

Таблица 9 Запыленность воздуха рабочей зоны при точении и сверлении хрупких металлов

Концентрация вредных веществ в воздухе рабочей зоны, образующихся при обработке резанием, не должны превышать ПДК. ПДК некоторых веществ приведены в таблице 10.

Таблица 10 Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны по ГОСТ 12.1.005-85

Для уменьшения пылевыделения на металлорежущих станках применяют смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ). При использовании СОЖ на станках часть ее в процессе работы остается на детали, испаряется в воздух, разбрызгивается и входит в состав шлама.

К психофизиологическим факторам процессов обработки материалов резанием можно отнести физические перегрузки при установке, закреплении и съеме крупногабаритных деталей, перенапряжение зрения, монотонность труда. К биологическим факторам относятся болезнетворные микроорганизмы и бактерии, проявляющиеся при работе с СОЖ.

Из физических опасных и вредных факторов наибольшее значение имеют локальная вибрация и шум, создаваемые ручным механизированным инструментом, пневматическими устройствами.

Источником шума на производстве являются: производственное оборудование, энергетическое оборудование, компрессорные и насосные станции, вентиляторные установки, трансформаторные подстанции, испытания продукции предприятия. В зависимости от металлорежущего оборудования, мощности его приводов, интенсивности и стабильности процесса резания уровни шума, создаваемые на расстоянии 1 м. от огражденных поверхностей, составляет 60-110 дБ. Шум на производстве наносит большой ущерб, вредно действуя на организм человека и снижая производительность труда. Шумом для человека также является всякий нежелательный звук. Воздействие вибраций ухудшает самочувствие работающего и снижает производительность труда. Возникновение вибраций чаще всего связано с колебаниями. Приведенные ниже нормы одинаковы как для горизонтальных так и для вертикальных вибраций. Допустимые величины уровни шума и вибрации приведены в таблицах 11 и 12. Непрерывность их воздействия не должна превышать10-15% рабочего времени. Амплитуда колебаний, скорость и ускорение колебательных движений могут быть увеличены не более, чем в 3 раза.

Таблица 11 Допустимые уровни шума

Таблица 12 Допустимые величины вибрации в производственных помещениях

Человек постоянно находится в процессе теплового взаимодействия с окружающей средой. На производстве его окружают печи, ванны с подогревом, нагретый металл, электрооборудование - источники тепла; сквозняки, повышенная влажность или пониженная температура, которые влияют на организм. Для того, чтобы физиологические процессы в его организме протекали нормально, выделяемая организмом теплота должна отводится в окружающую человека среду. В условиях комфорта у человека не возникает беспокоящих его температурных ощущений холода или перегрева. Влажность воздуха оказывает большое влияние на терморегуляцию организма. Оптимальные величины относительной влажности составляют 40-60%. При воздействии высокой температуры воздуха, интенсивного теплового излучения возникает перегрев организма, который характеризуется повышением температуры тела, обильным потовыделением, учащением пульса и дыхания, резкой слабостью. Нормы микроклимата производственных помещений приведены в таблице 13. Для обеспечения частоты воздуха и нормализации параметров микроклимата применяются местные отсасывающие устройства из зоны резания: пылеуловители, пылестружкоприемники. Кроме того предусматривается приточно-вытяжная общеобменная система вентиляции. Также производится кондиционирование воздуха.

Таблица 13 Оптимальные и допустимые нормы параметров микроклимата в рабочей зоне производственных помещений. (ГОСТ 12.1.005-88)

6.2 Требования безопасности к производственным помещениям и организации рабочих мест

Согласно санитарной классификации предприятий, проектируемое предприятие следует отнести к предприятиям металлообрабатывающей промышленности, что соответствует 5 классу предприятий с санитарно-защитной зоной - 100 м. Производственные процессы на предприятии следует отнести к 1 группе. Производственные помещения, в которых осуществляются процессы обработки резанием, должны соответствовать требованиям нормативно-технической документации предприятий. В соответствии с требованиями стандартов по обеспечению специальными санитарно-бытовыми помещениями и устройствами механические цеха относятся к 3а, 3б группам производственных помещений. С учетом сказанного необходимо предусмотреть в механических цехах: химчиска, гардеробы с раздельным хранением спецодежды и искусственной вентиляцией. Для обеспечения чистоты воздуха и нормализации параметров микроклимата в производственных помещениях помимо местных отсасывающих устройств, обеспечивающих удаление вредных веществ из зоны резания (пыли, мелкой стружки и аэрозолей СОЖ), должна быть предусмотрена приточно-вытяжная общеобменная система вентиляции. Помещения, в которых готовятся и хранятся растворы бактерицидов для СОЖ, должны быть оборудованы местной вытяжной вентиляцией. Помещения в цехах и на участках обработки резанием, пребывание в которых связано с опасностью для работающих, должны быть отделены от других помещений изолирующими перегородками, иметь местную вытяжную вентиляцию. В соответствии с требованиями ворота, двери и технологические проемы должны быть оборудованы воздушными завесами.

Естественное и искусственное освещение производственных помещений должно соответствовать требованиям СНиП. Для зданий, расположенных в 3 и 4 климатических районах, должны быть предусмотрены солнцезащитные устройства. В помещениях с недостаточным естественным светом и без естественного света должны применяться установки искусственного ультрафиолетового облучения. Для освещения станков предусматривают комбинированное освещение. Общее освещение создается люминесцентными лампами, а для местного освещения следует применять светильники, установленные с непросвечиваемыми отражателями с защитным углом не менее 30^о. В дневное время используется совмещенное освещение. Работы, выполняемые в механических цехах, относятся к следующим разрядам зрительной работы:

заготовительные IV

ремонтно-механические II в

металлорежущие станки II в

общая освещенность IV а

Производственное освещение обеспечивает возможность нормальной производственной деятельности. Сохранность зрения человека, состояние его центральной нервной системы и безопасность на производстве в значительной мере зависит от условий освещения. От освещения также зависят производительность труда и качество выпускаемой продукции. Нормы освещенности для данных разрядов приведены в таблице 14.

Таблица 14 Освещенность и показатели качества освещения для производственных помещений

Для работающих, участвующих в технологическом процессе обработки резанием, должны быть обеспечены удобные рабочие места, не стесняющие их действий во время выполнения работы. На рабочих местах должна быть предусмотрена площадь, на которой размещаются стеллажи, тара, столы и другие устройства для размещения оснастки, материалов, заготовок, готовых деталей и отходов производства.

Для работы сидя рабочее место оператора должно иметь кресло (стул, сиденье) с регулируемыми наклоном спинки и высотой сиденья. На каждом рабочем месте около станка на полу должны быть деревянные решетки на всю длину рабочей зоны, а по ширине не менее 0,6 м от выступающих частей станка. При разработке технологических процессов необходимо предусматривать рациональную организацию рабочих мест. Удобное расположение инструмента и приспособлений в тумбочках и на стеллажах, заготовок в специальной таре, применение планшетов для

чертежей позволяет снизить утомление и производственный травматизм рабочего. Материалы, детали, готовые изделия у рабочих мест должны укладываться на стеллажи и в ящики способом, обеспечивающим их устойчивость и удобство захвата при использовании грузоподъемных механизмов. Высоту штабелей заготовок на рабочем месте следует выбирать исходя из условий их устойчивости и удобства снятия с них деталей, но не выше 1 м; ширина между штабелями должна быть не менее 0,8 м. Освобождающаяся тара и упаковочные материалы необходимо своевременно удалять с рабочих мест в специально отведенные места.

6.3 Требования безопасности к производственному оборудованию, технологическому процессу

Ширина цеховых проходов и проездов, расстояние между металлорежущими станками и элементами зданий должны устанавливаться в зависимости от применяемого оборудования, транспортных средств, обрабатываемых заготовок и материалов. Проходы и проезды в цехах и на участках должны обозначаться разграничительными линиями белого цвета шириной не менее 100 м. Проходы, проезды, люки колодцев, расположенные на территории цеха или участка, должны быть свободными, не загромождаться материалами, заготовками, деталями, отходами производства и тарой.

Разработка технологической документации, организация и выполнение технологических процессов обработки резанием должны соответствовать требованиям системы стандартов безопасности труда. Для обеспечения безопасности работы режимы резания должны соответствовать требованиям стандартов и техническим условиям для соответствующего инструмента. Установка обрабатываемых заготовок и снятие готовых деталей во время работы оборудования допускается вне зоны обработки, при применении специальных позиционных приспособлений (поворотных столов), обеспечивающих безопасность труда работающих. При обработке резанием заготовок, выходящих за переделы оборудования, должны быть установлены переносные ограждения и знаки безопасности. Для исключения соприкосновения рук станочников с движущимися приспособлениями и инструментом при установке заготовок и снятии деталей должны применятся автоматические устройства (механические руки, револьверные приспособления, бункеры и др.). Контроль на станках размеров обрабатываемых заготовок и снятие деталей для контроля должны проводиться лишь при отключенных механизмах вращения или перемещения заготовок, инструмента и приспособлений. Для охлаждения зоны резания допускается применять масло с температурой вспышки не ниже 150 градусов, свободное от кислот и влаги. СОЖ должны подаваться в зону резания методом распыления, и при циркуляции в зоне охлаждения подвергаться очистке. Для снижения количества аэрозолей СОЖ в воздухе рабочей зоны следует применять разнообразные конструкции сопел для подачи и распыления жидкости. Шлифовальный инструмент и элементы его крепления (болты, гайки, фланцы) должны быть ограждены кожухами, прочно закрепленными на станке. При работе съемная крышка защитного кожуха должна быть надежно закреплена. Стружку (отходы производства) от металлорежущих станков и с рабочих мест следует убирать механизированными способами. Уборка рабочих мест от стружки и пыли должна производиться способом, исключающим пылеобразование. При обработке резанием пылящих материалов наиболее эффективным и универсальным средством решения проблемы безопасности является удаление стружки непосредственно от режущих инструментов с помощью пневматических пылестружкоотсасывающих установок. При проектировании пневматических и пылестужкоотсасывающих установок следует учитывать модель станка, процесс обработки, обрабатывающий материал, количество отделяющейся стружки в единицу времени, насыпную плотность стружки и другие факторы, исходя из которых определяются транспортные скорости, сопротивление в трубопроводах, а также объемный расход удаляемого воздуха.

Периодичность замены СОЖ должна устанавливаться по результатам контроля ее содержания, но не реже одного раза в 6 месяцев при лезвийной обработке. Хранить и транспортировать СОЖ необходимо в чистых стальных резервуарах, бочках, банках, а также в емкостях, изготовленных из белой жести, оцинкованного листа или пластмасс. СОЖ должны храниться в помещениях в соответствии с требованиями. Температура хранения и транспортирования СОЖ от -10^о до + 40^оС. При транспортировании, заливке и регенерации СОЖ с хлоросодержащими присадками должны быть приняты меры, предотвращающие попадание воды. При транспортировании и хранении деталей, заготовок и отходов производства используют тару, изготовленную в соответствии с ГОСТ. Тара должна быть рассчитана на наибольшую грузоподъемность, иметь надписи о максимально допустимой нагрузке и периодически подвергаться проверкам. При установке заготовок и съеме деталей должны применятся средства механизации и автоматизации. Погрузку и разгрузку, а также перемещение грузов осуществлять в соответствии с ГОСТ. Обдирочный материал (концы, ветошь) хранят в специальной, плотно закрывающейся металлической таре, в специально отведенных местах. По мере накопления использованных обтирочных материалов тару следует очищать.

Рабочие и служащие цехов и участков обработки резанием для защиты от воздействия опасных и вредных факторов должны быть обеспечены спецодеждой, спецобувью и предохранительными приспособлениями в соответствии с действующими типовыми отраслевыми нормами, утвержденными в установленном порядке. Для защиты кожного покрова от воздействия СОЖ и пыли металлов применяются дерматологические защитные средства. Для защиты глаз применяют защитные очки, светофильтры от вредных излучений. Для защиты органов слуха применяют наушники, вкладыши и противошумные маски. Для защиты рук применяют специальные рукавицы, средства индивидуальной защиты от вибраций. Все применяющиеся в машиностроении средства коллективной защиты работающих по принципу действия можно разделить на оградительные, предохранительные, блокирующие, сигнализирующие, а также системы дистанционного управления машинами и специальные. Общими требованиями к средствам защиты являются: создание наиболее благоприятных для организма человека соотношений с окружающей внешней средой и обеспечение оптимальных условий для трудовой деятельности; высокая степень защитной эффективности; учет индивидуальных особенностей оборудования, инструмента, приспособлений или технологических процессов; надежность, прочность, удобство обслуживания машин и механизмов, учет рекомендаций технической эстетики. Оградительные средства защиты препятствуют появлению человека в опасной зоне. Они применяются для изоляции систем привода и агрегатов, зон обработки заготовок, для ограждения токоведущих частей, зон выделения вредных веществ, загрязняющих воздушную среду, и т. д. Оградительные устройства делятся на три основные группы: стационарные , подвижные е) и переносные. Стационарные ограждения периодически демонтируются для осуществления вспомогательных операций. Их изготавливают таким образом, чтобы они пропускали обрабатываемую деталь, но не пропускали руки рабочего. Сигнализирующие устройства дают информацию о работе технологического оборудования, а также об опасности и вредных производственных факторах, которые при этом возникают. Для визуальной сигнализации используют источники света, световые табло, подсветку шкал измерительных приборов, цветовую окраску, ручную сигнализацию. Для звуковой сигнализации применяют сирены или звонки. Системы дистанционного управления характеризуются тем, что контроль и регулирование работы оборудования осуществляют с участков, достаточно удаленных от опасной зоны. Наблюдения производят либо визуально, либо с помощью систем телеметрии и телевидения. Параметры режимов работы оборудования определяют с помощью датчиков контроля, сигналы которых поступают на пульт управления, где расположены средства информации и органы управления. Специальные средства защиты используют при проектировании различных видов оборудования. К ним относятся: системы вентиляции, глушители шума, теплоизоляция, источники света, защитное заземление оборудования, и т.д.

6.4 Пожарная безопасность

Пожаровзрывобезопасность производственных помещений и технологического оборудования во многом определяется наличием горючих газов , паров легковоспламеняющихся жидкостей , паров горючих жидкостей и горючих пылей. К основным показателям пожаровзрывоопасности веществ и материалов относятся: нижний и верхний концентрационные пределы воспламенения газов, паров и горючих пылей; температура вспышки, самовоспламенения горючих жидкостей; минимальная энергия зажигания смесей горючих газов и паров с воздухом и аэровзвесей горючих пылей. Показатели пожароопасных свойств веществ, используемых в производстве приведены в таблицах 15, 16. Пожарная безопасность объекта обеспечивается системой противопожарной защиты и организационно-техническими мероприятиями. Требования к указанным системам и комплекс организационно-технических мероприятий определены соответствующими стандартами.

Таблица 15 Показатели пожаровзрывоопасности смесей и технических продуктов

Таблица 16 Показатели некоторых пожаровзрывоопасных пылей

В соответствии с НПБ-105-95, с учетом приведенных свойств определим категории помещений по взрывопожарной и пожарной опасности таблица 17. Основной причиной пожаров на машиностроительных предприятиях является нарушение технологического режима. Это связано с большим разнообразием и сложностью технологических процессов.

Таблица 17 Категории помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности

Они, как правило, помимо операции механической обработки материалов и изделий включают процессы сушки и окраски, связанные с использованием веществ, обладающих высокой пожарной опасностью. Сложность противопожарной защиты современных машиностроительных предприятий усугубляется их большими размерами, большой плотностью застройки, увеличением вместимости товарноматериальных складов, применением в строительстве облегченных конструкций из металла и полимерных материалов, обладающих низкой огнестойкостью.

Пожарная защита обеспечивается целым рядом мероприятий, среди которых наибольшее значение имеют ограничения распространения огня по конструкциям и коммуникациям, обвальные, факельные установки, надежная пожарная связь и сигнализация, повышение огнестойкости строительных конструкций и снижение возгораемости строительных материалов, а также эффективные методы и вещества тушения пожаров. К ним относятся: флюсы, песок, стационарные и передвижные пенные установки высокократной воздушно-механической пены, установки газового пожаротушения, системы электрической пожарной сигнализации.

В соответствии с нормативно технической документацией литейные цеха по пожарной опасности относятся к категории В и имеют 2 степень огнестойкости зданий. Во избежании самовозгорания использованного обтирочного материала (ветоши, тряпок) его следует хранить вдали от нагретых предметов, отопительных устройств в плотно закрывающихся ящиках. Цеховую газопроводную сеть оборудуют перекрывающими и отключающими устройствами, регуляторами давления и продувными свечами. В мастерской по изготовлению технологических смазочных материалов, чтобы не допустить образования в воздухе взрывоопасных концентраций устанавливают приточно-вытяжную вентиляцию.

7. Экологическая часть

7.1 Экологические проблемы производства

В настоящее время к загрязнениям принято относить все те антропогенные факторы, которые оказывают нежелательное воздействие как на самого человека, так и на ценные для него организмы и ресурсы неживой природы. В большинстве случаев загрязнения представляют собой отходы различных производств, образующиеся наряду с готовой продукцией в результате переработки разнообразных природных ресурсов - топливных, сырьевых, кислорода воздуха, воды и т.д.

Промышленные загрязнения могут быть механическими, химическими, физическими и биологическими. К механическим загрязнениям относятся запыление атмосферы, твердые частицы и разнообразные предметы в воде и почве. Химическими загрязнениями являются всевозможные газообразные, жидкие и твердые химические соединения и элементы, попадающие в атмосферу и гидросферу и вступающие во взаимодействие с окружающей средой. К физическим загрязнениям относятся все виды энергии как отходы разнообразных производств - тепловой, механической (включая вибрацию, шум, ультразвук), световой (видимая, инфракрасная и ультрафиолетовая части спектра), электромагнитные поля, все ионизирующие излучения. Биологические загрязнения, под которыми понимаются все виды организмов, появившиеся при участии человека и наносящие вред ему самому или живой природе, в условиях машиностроения и металлообработки практически отсутствуют.

Источники загрязнений окружающей среды подразделяются на сосредоточенные (точечные) и рассредоточенные. Например, дымовые и вентиляционные трубы, шахты и т.п. относятся к точечным источникам загрязнения атмосферы, а фонари цехов, ряды близко расположенных труб, открытые склады и т.д. - к рассредоточенным. Источники загрязнения могут быть также непрерывного и периодического действия.

На рис. 8 приведена классификация промышленных загрязнений окружающей среды. Загрязнения подразделяются на две основные группы: материальные (вещества), включающие механические и химические загрязнения, и энергетические (физические) загрязнения. Объединение механических и химических загрязнений в одну группу обусловлено тем, что большая часть веществ оказывает на окружающую среду оба рода воздействия. Более того, некоторые виды загрязнений, например радиоактивные отходы, могут быть одновременно материальными и энергетическими.

Рис. 8 Классификация промышленных загрязнений окружающей среды

В основу классификации материальных загрязнений принята среда распространения загрязнений (атмосфера, гидросфера, литосфера), их агрегатное состояние (газообразные, жидкие, твердые), применяемые методы обезвреживания, а также степень токсичности загрязнений. Следует отметить, что если, например, для химической промышленности характерны токсичные, т.е. ядовитые отходы, то в условиях машиностроения и металлообработки имеется большое количество отходов, химически инертных и потому нетоксичных, например углекислый газ, абразивные материалы и т.п. Однако необходимо помнить, что абсолютно безвредных отходов не существует. Оказывая отрицательное влияние на окружающую среду, загрязнения, в свою очередь, могут подвергаться определенному воздействию окружающей среды. По этому весьма важному с экологической точки зрения признаку загрязнения разделяют на две группы: стойкие (неразрушимые) и разрушаемые под действием природных химико-биологических процессов.

Основным видом загрязнения воздушного бассейна планеты являются газообразные и пылеобразные продукты горения. В результате сжигания различных видов топлива во всем мире в атмосферу ежегодно поступает до 150 млн. т. сернистого ангидрида, 93.5% которого приходится на долю Северного полушария.

Растет содержание в атмосфере и углекислого газа, хотя и нетоксичного, но могущего вызывать нежелательные климатические явления ('парниковый' эффект и связанное с ним таяние ледников). Кроме названных веществ атмосфера загрязняется окислами азота, фенолами, хлором, сероводородом, сероуглеродом, фтористыми соединениями, соединениями свинца, а также разного рода пылью, сажей и т.п.

Загрязнение гидросферы и в первую очередь водоемов с пресной водой связано со все возрастающим использованием последней в различных отраслях промышленности с последующем сбросом в виде сточных вод. Наиболее значительное отрицательное воздействие на гидросферу оказывает черная и цветная металлургия, машиностроительная, нефтеперерабатывающая отрасли производства.

К числу основных видов отходов, загрязняющих водоемы, относятся разнообразные взвеси, шламы, отработанные кислоты, синтетически моющие вещества (детергенты), а также ряд других неорганических и органических соединений. Многие из них содержат значительный процент ценных веществ, которые при сбросе теряются безвозвратно.

Высокий уровень водопотребления промышленности обусловлен тем, что водоочистные сооружения, являющиеся основным средством борьбы с загрязнением водоемов, не в состоянии обеспечить такую степень очистки отходов, при которой достигались бы санитарно-гигиенические нормы предельно допустимой концентрации в них вредных веществ и эффект самоочищения в природных водоемах. Поэтому сточные воды приходится разбавлять чистой водой в 30-40 раз.

Основной причинной загрязнения верхнего слоя литосферы - почвы являются разнообразные неутилизируемые твердые отходы, идущие в отвалы, на свалки и т. п. Если металлические твердые отходы, как правило, используются в качестве вторичного сырья, этого нельзя сказать о большей части шлаков, золы, древесины, шламов и т. д., а тем более о промышленном и строительном мусоре всех видов.

Значительное количество твердых отходов дают тепловые электростанции и металлургические заводы страны. С каждым годом возрастают уже и теперь огромные количества разнообразнейшего мусора, скапливающегося на свалках и создающего нежелательные микроландшафты вблизи крупных городов и промышленных предприятий. В крупных городах суточное накопление промышленных твердых отходов измеряется тысячами тонн.

В последние 20 - 25 лет существенное значение приобрело тепловое загрязнение биосферы, основными источниками которого являются энергетические предприятия - тепловые и атомные электростанции.

Неуклонно возрастает отрицательное влияние на окружающую среду и других энергетических загрязнений, в первую очередь шума. Во многих крупных городах мира загрязнения фоносферы промышленностью и транспортом превратилось в проблему первостепенной важности, на решение которой брошены большие силы и средства.

7.2 Экологические проблемы возникающие при изготовлении детали и пути их решения

Очистка атмосферного воздуха от загрязнений

Очистка загрязнённого воздуха и отходящих газов, образуемых при технологических процессах и выбрасываемых в атмосферу, проводится от вредных твёрдых, жидких и газообразных примесей. В цехах механической обработки выделяется пыль, стружка, туманы масел и эмульсий. При закалке и отпуске деталей в масляных ваннах в отводимом от ванн воздухе содержится до 1% паров масла от массы металла.

Многочисленные способы очистки выбросов в атмосферу основаны на применении двух групп методов: механических и физических. К механическим методам очистки относятся: гравитационная и инерционная сепарация, мокрая очистка (промывка), фильтрация через различные пористые материалы. К числу физических методов относятся: осаждение в электрическом поле и акустическая коагуляция.

Часто для решения задачи очистки промышленных выбросов в атмосферу оказывается принципиально возможным применение различных методов очистки. В этих случаях выбор оптимальной системы очистки производится с учётом особенностей конкретной технологии и экономической целесообразности.

При обработке детали 'Корпус' наиболее целесообразна очистка атмосферных выбросов от пыли, дыма и тумана, для этого подходящим является комбинированное газоочистное устройство, схема которого показана на рис.9.

Рис. 9 Комбинированное газоочистное устройство

Устройство комбинированного типа, предназначенное для очистки выбрасываемых в атмосферу газов от частиц пыли, тумана и вредных газообразных примесей.

Аппарат устанавливается на дымовой или вентиляционной трубе1. Поднимающимся по трубе газам направляющими лопатками 3 сообщается вращательное движение. Под действием центробежных сил сравнительно крупные твердые и жидкие частицы отбрасываются к наружной стенке 4 аппарата и смываются вниз пленкой воды, равномерно разбрызгиваемой форсунками 5 и частично проникающей через плетенные сетчатые фильтры 6 и 7, выполненные из нержавеющей стали, стекловолокна или пластмассы. Промывочная вода через патрубок 2 удаляется по трубопроводу, расположенному снаружи трубы1.

Поток частично очищенного газа через фильтр 7 толщиной 25 мм попадает внутрь аппарата, встречая струи распыленной жидкости, в результате чего из газа удаляется значительная часть оставшихся в нем частиц пыли, конденсируются пары (в частности, водяной пар), нейтрализуются кислотные и щелочные испарения, а также устраняются запахи. Через фильтр 6 толщиной 75 мм очищенный воздух выбрасывается в атмосферу. Оба фильтра непрерывно смачиваются водой, которая, стекая вниз, уносит уловленные частицы, обеспечивая тем самым эффективную самоочистку фильтров. Промывочная вода подается через патрубок 8.

Очистка производственных сточных вод

Для очистки стоков машиностроительных предприятий в настоящее время применяются главным образом механические методы (процеживание, отстаивание, фильтрование), химические (нейтрализация, коагуляция, флокуляция), физико-химические (флотация, отдувка, электрохимические методы), а также комбинированные.

Сточные воды машиностроительных заводов содержат наряду с нефтепродуктами значительное количество примесей в виде взвешенных частиц. Удаление этих примесей (осветление сточных вод) производят различными методами, к числу которых относятся отстаивание в гравитационном поле (в отстойниках) и в поле центробежных сил (в гидроциклонах), флотация и фильтрование.

В последнее время широкое распространение для осветления сточных вод, загрязнённых лёгкими и высокодисперсными взвесями, получил метод флотации. Преимуществом флотации является высокая степень очистки (до 90 - 98%) от нерастворённых примесей и взвешенных веществ.

Поэтому дальнейшим методом очистки является фильтрование через слой зернистого или пористого материала. При фильтровании может быть достигнуто снижение содержания нефтепродуктов и взвешенных твёрдых веществ соответственно на 87 - 97%.

Для удаления более мелких частиц и для интенсификации осаждения частиц диаметром более 5 мкм. Применяется реагентная обработка, заключающаяся в коагулировании загрязнений с помощью реагентов- коагулянтов и флокулянтов.

К активному методу борьбы с загрязнением гидросферы относится применение новых СОЖ. Такие как новые синтетические водорастворимые СОЖ на основе солей щелочных металлов и аммониевых солей пептидов и комплексонов с добавками металлокомплексных стабилизаторов и бактерицидных реагентов. Металлокомплексы типа сложных комплексонатов цинка, никеля или других металлов со свойствами бактерицидных реагентов играют роль биологических стабилизаторов и присадок. Эти компоненты обеспечивают высокую эффективность и повышенную моющую способность СОЖ. При этом они не токсичны (4-ый класс опасности), экологически безопасны, не оказывают вредного воздействия на микрофлору почвы и водоёмов и могут быть биологически утилизированы.

При обработке детали 'Корпус', сточные воды при мокрой очистке газов, содержит до 60% железа и его окислов. В этой связи перспективной представляется безреагентная коагуляция ферромагнитных мелкодисперсных взвесей, осуществляемая воздействием на сточные воды магнитными полями. На рис.10 показана принципиальная схема электромагнитного коагулятора, предназначенного для осветления ферросодержащих стоков и устанавливаемого на трубопроводы, подающие сточную воду в отстойник.

Рис. 10 Электромагнитный коагулятор

Аппарат состоит из корпуса 1, изготовленного из немагнитного материала, намагничивающих катушек 3 с сердечниками 4 и магнитопровода 2. между полюсными наконечниками находятся три-четыре катушки. Преимуществом приведенной схемы является наружное расположение катушек, снижающее опасность нарушения их изоляции и обеспечивающее удобство эксплуатации.

Утилизация отходов производства

В процессе производства на машиностроительных предприятиях образуется большое количество разнообразных отходов. Их вторичное использование является необходимым условием снижения уровня промышленного загрязнения окружающей среды.

Металлические отходы - металлолом и металлическая стружка - является главным видом отходов машиностроения и металлообработки. Существуют два вида утилизации металлических отходов: без переплава и с переплавом.

Очевидно, что утилизация отходов без переплава является более рациональной, поскольку в этом случае отпадает необходимость в их переработке. Многое может дать перераскрой листового материала с целью изготовления мелких и средних по размерам деталей из отходов более крупных.

Переработка металлических отходов с переплавом является основным путём их утилизации. Выплавка вторичных металлов из металлолома, получаемого от амортизации и морального износа металлических конструкций, машин и т. д., и производственных отходов (обрезков, стружки и т. п.) представляет собой самую крупную сферу потребления твёрдых отходов в промышленности.

Образующиеся на машиностроительных предприятиях твёрдые органические отходы - древесина, пластмассы, резина, ветошь и т. п. - в сравнительно чистом виде составляет относительно небольшую долю общих отходов и могут быть использованы для производства технологической щепы и древесных плит, фанеры и картона.

При обработке детали 'Корпус' на металлорежущих станках около 15- 20% массы заготовки превращается в металлическую стружку. Для ее утилизации выбран пакетировочный пресс модели Б-101, показанный на рис.11. Лом загружается в короб 3, внутри которого с помощью гидроцилиндров перемещается штемпель 4, сбрасывающий лом в прессовую камеру 5 и частично его подпрессовывающий, что является операцией I ступени прессования.

Рис. 11 Пакетировочный пресс

Затем вступает в действие крышка 1, поворачиваемая качающимися цилиндрами. При закрывании прессовой камеры крышка выполняет операцию II ступени прессования и одновременно обрезает концы металлолома, выступающие за края камеры. После закрытия крышки штемпель 4 возвращается в исходное положение и короб 3 готов к приему следующей порции лома. Сперация III ступени прессования осуществляется штемпелем 6, IV ступени - штемпелем 2.

В конце прессования пакет несколько секунд выдерживается под давлением, после чего открывается заслонка окна 7, через которое из прессовой камеры выталкивателем выдается готовый пакет. После выталкивания пакета штемпели 2 и 6 возвращаются в исходное положение, крышка 1 открывается, а заслонка закрывает окно 7, и пресс готов к следующему циклу прессования.

Вывод: рассмотрев проблему загрязнения окружающей среды при изготовлении детали 'Корпус', и виды установок для отчистки этих загрязнений, мною было предложено следующее оборудование:

для очистки атмосферных выбросов от пыли, дыма и тумана, подходящим является комбинированное газоочистное устройство;

для очистки сточных вод от железа и его окислов подходящим является электромагнитный коагулятор;

для утилизации стружки подходящим является пакетировочный пресс.

8. Экономическая часть

При разработке нового технологического процесса было применено более производительное и прогрессивное оборудование - станки с ЧПУ. Это дает возможность повысить качество обработки, снизить время на обработку. Применение новых станков и технологий позволяет решить ряд социально-экономических задач: улучшение условий труда, уменьшения доли тяжелого труда, малоквалифицированного ручного труда, повысить культурный уровень рабочих. Данная работа представляет собой разработку основных вопросов организации и планирования производства на участке. В основу расчетов организации производства заложен технологический процесс на изготовление детали 'Корпус' 3М227ВМФ2.51.028. Производственная программа участка складывается из количества деталей, необходимых для обеспечения программы сборного цеха , плана поставки этих деталей другим предприятиям , количества используемых в качестве запасных частей к выпускаемым

8.1 Определение стоимости основных производственных фондов участка

Определение стоимости здания

Стоимость здания , капиталовложения в здание, определяется в той доле, которую занимает проектируемый участок.

, где

площадь участка, кв.м.

стоимость производственной площади, руб/м².

руб.

Таблица 18 Производственная программа

Определение стоимости оборудования

Расходы на транспортировку технологического оборудования принимаем в размере 5%, а на его монтаж 10% от цены на оборудование.

Таблица 19 Стоимости оборудования

Определение стоимости инструмента

Стоимость долгосрочного или длительно служащего инструмента составляет 1-2% от стоимости технологического оборудования:

руб.

Определение стоимости инвентаря. Амортизация. Стоимость производственного и хозяйственного инвентаря принимается в пределах 1-5% от суммарной стоимости оборудования и зданий.

руб.

Амортизация оборудования - 14,1% от балансовой стоимости:

руб.

Амортизация зданий - 4% от начальной стоимости:

руб.

Таблица 20 Стоимости основных фондов

Расчет стоимости материалов

Стоимость одной заготовки 485 руб.

Стоимость 45000 заготовок 21 825 000 руб.

Стоимость отходов на 1 деталь 28 руб.

Стоимость отходов на 45000 дет. 1 260 000руб.

Стоимость материалов на годовую программу выпуска руб.

Затраты на вспомогательные материалы определяются укрупнено из норматива затрат на 1 станок, ориентировочно они составляют 2000 рублей в год. руб.

8.2 Расчет энергий всех типов

Расчет электроэнергии , где

установочная мощность оборудования, кВт/ч

коэффициент загрузки оборудования

коэффициент работы оборудования

коэффициент, учитывающий потери в электроцепях

коэффициент КПД потери мотора

кВт/ч

Стоимость 1 кВт/ч =1,5 руб, тогда стоимость электроэнергии равна

руб.

Сжатый воздух , где

объем сжатого воздуха на единицу оборудования в год

Расход сжатого воздуха на 1 зажимное приспособление 0,012 м³/час, на обдувку детали 1м³/час на один станок.

м³.

руб.

Вода на производственные цели

Годовой расход воды определяется по формуле

, где

расход воды на 1 станок в смену, литры

число смен

число рабочих дней в году

число станков работающих с охлаждением

м³.

Стоимость 1 м³ воды =0,8 руб.

руб.

Итоговая стоимость энергии

руб.

8.3 Расчет по труду и заработной плате

Общее число рабочих распределяется по квалификации с помощью тарифной сетки.

Таблица 21 Тарифная сетка

По данным таблицы определяется средний тарифный разряд и средний тарифный коэффициент:

, где

Р и К - соответственно средний тарифный разряд и средний тарифный коэффициент, число работающих по i-му разряду, чел. разряд рабочих, общее число работающих, чел., число работающих, имеющих i-й тарифный коэффициент.

Фонд заработной платы основных рабочих определяется по формуле:

, где

часовая тарифная ставка рабочего первого разряда.

производственная программа.

коэффициент премии,

руб.

Фонд заработной платы вспомогательных рабочих определяется исходя из числа рабочих соответствующего разряда, годового времени, годовой тарифной ставки.

Фонд заработной платы ИТР, специалистов и младшего обслуживающего персонала определяется исходя из оклада соответствующей должности и количества месяцев работы.

Таблица 22 Фонд заработной платы ИТР

Таблица 23 Фонд заработной платы специалистов

Таблица 24 Фонд заработной платы младшего обслуживающего персонала

8.4 Определение затрат на производство и себестоимость детали

Таблица 25 Смета затрат на производство

Таблица 26 Смета затрат на содержание и обслуживание оборудования

Таблица 27 Смета цеховых расходов

Таблица 28 Калькуляция детали 'Корпус'

Таблица 29 Технико-экономические показатели работы цеха

9. Патентные исследования

Задача патентных исследований: выбор метчика для резьбонарезного регулируемого патрона.

Таблица 30 Поиск проведён по следующим материалам:

Патентная документация, отобранная для последующего анализа

Заявка 99122544 Российская Федерация, МПК7 В23G05/06. Метчик для нарезания резьбы в глухих отверстиях [Текст] / Мельников А.С.; заявитель Акционерное общество открытого типа 'Казанское моторостроительное производственное объединение'. - № 99122544/02; Заявл. 26.10.1999; Опубл. 20.08.2001// Изобрет. Полезн. мод. - 2001 - № 23(Iч). - с.79.

Метчик, содержащий хвостовик с калибрующей частью переходящей в заборную часть, имеющую переднюю и заднюю поверхности, отличающийся тем, что задняя поверхность заборной части метчика подрезана угловым скосом, причем размеры скоса определяются по следующим формулам

, где

угол скоса; толщина среза; длина заборной части метчика; задний угол заборной части метчика; а длина скоса, подрезки кромки пера метчика определяется по формуле

, где

длина скоса подрезки кромки пера метчика; длина заборной части метчика; порядковый номер пера метчика; число перьев метчика.

Метчик по п.1, отличающийся тем, что угловые скосы подрезки кромки пера метчика выполнены на задней поверхности каждого из последующих перьев метчика.

Заявка 2001104361 Российская Федерация, МПК7 В23G05/06. Метчик для нарезания резьбы в глухих отверстиях [Текст] / Таратынов О.В., Ефремова О.Н.; заявитель Московский государственный индустриальный университет.

- № 2001104361/02; Заявл. 19.02.2001; Опубл. 27.01.2003// Изобрет. Полезн. мод. - 2003 - № 3(Iч). - с.135.

Метчик для нарезания резьбы в глухих отверстиях, включающий хвостовик, калибрующую и заборную части в области перехода его заборной части в калибрующую имеет две щелевидные прорези, отличающийся тем, что щелевидная прорезь находится в области перехода заборной части в калибрующую и прорези имеют длину, равную или меньше длине заборной части 1₃, их ширина составляет , где , мм (толщина снимаемой стружки, шаг резьбы;угол заборного конуса метчика; число зубьев метчика), а расстояние от торца до начала прорези .

Пат. 2138373 Российская Федерация, МПК6 В23G05/06. Метчик для нарезания резьбы в глухих отверстиях [Текст] / Таратынов О.В., Толмачев С.А.; заявитель и патентообладатель Московский государственный индустриальный университет. - № 98113821/02; Заявл. 13.07.1998; Опубл. 27.09.1999// Изобретения - 1999 - № 27(Iч). - с.196.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при нарезании глухих резьб в условиях автоматизированного производства, особенно при обработке вязких конструкционных материалов. Технический результат - повышение надежности работы и исключение поломки метчиков при нарезании резьбы в глухих отверстиях. Со стороны торца метчика вдоль оси режущей части, включая заборный конус, делаются две перпендикулярные щелевидные прорези глубиной от 0,3 до 0,6 длины режущей части метчика, а их ширина составляет 0,1 - 0,5 мм, при этом меньшее значение соответствует метчикам малого диаметра. Данная конструкция позволяет изменить динамическую жесткость метчика в его режущей части при нарезании резьбы и при выкручивании.

Пат. 2179095 Российская Федерация, МПК7 В23G05/06. Метчик для нарезания резьбы в глухих отверстиях [Текст] / Мельников А.С.; заявитель и патентообладатель Акционерное общество открытого типа 'Казанское моторостроительное производственное объединение' -№ 99122544/02; Заявл. 26.10.1999; Опубл. 10.02.2002// Изобрет. Полезн. мод. - 2002 № 5(IIч). - с.353.

Изобретение относится к металлообработке. Метчик имеет хвостовик и перья с калибрующей частью, переходящей в заборную часть, имеющую переднюю и заднюю поверхности и подрезанную угловым скосом, величина которого выбрана в зависимости от толщины среза, длины заборной части и заднего угла на заборной части. Для повышения универсальности и долговечности метчика путем уменьшения крутящего момента вывинчивания, уменьшения брака путем устранения прослабления размеров обрабатываемой резьбы угловой скос расположен со стороны задней кромки пера, а его угол и длина выбраны по приведенным формулам. Угловые скосы могут быть выполнены на всех перьях, кроме перового.

Вывод: проанализировав патентную документацию с 1990г. по 2005г. было выявлено, что применение метчика в котором со стороны торца вдоль оси режущей части, включая заборный конус, делаются две перпендикулярные щелевидные прорези, уменьшает вероятность его заклинивания и поломки. Это особенно важно при нарезании резьбы регулируемым резьбонарезным патроном в автоматическом режиме, в частности на станках с ЧПУ. Исходя из этого наиболее подходящим и отвечающим целям поиска является метчик разработанный Таратыновым О.В., Толмачевым С.А. - № 2138373 РФ.

Заключение

В данной работе был составлен новый технологический процесс, который базируется на новом, современном оборудовании. При расчете оптимального варианта технологического процесса вертикально-сверлильные станки с ЧПУ, по сравнению с многоцелевым, а также координатно-расточной станок по сравнению с внутришлифовальным, показали более высокую производительность и экономичность. С применением нового оборудования связано снижение себестоимости и трудоемкости изготовления детали, повышение производительности труда, снижение количества занятых производственных рабочих, снижение времени переналадки. Вертикально-сверлильные станки с ЧПУ, обеспечивают полную ликвидацию разметочных и слесарно-притирочных работ, уменьшению брака по вине рабочего, повышение производительности за счет оптимизации технических параметров, автоматизации всех перемещений.

Применение новых станков и технологий позволяет решить ряд социально-экономических задач: улучшение условий труда, уменьшение доли тяжелого, малоквалифицированного ручного труда, повышения культурного уровня работающих.

Так же был разработан участок механообработки. При проектировании участка были учтены все современные требования к проектированию подобных помещений. Это должно существенно повлиять на условия труда и производительность.

В конструкторский части были разработаны конструкции установоно-зажимных и контрольно-измерительного приспособлений с приложением соответствующих расчетов.

Специальной части было разработано контрольное приспособление с приложением соответствующих расчетов.

Список используемой литературы

1. Горбацевич А.Ф., Шкред В.А. Курсовое проектирование по технологии машиностроения: учебное пособие для машиностроительных специальностей вузов, - 4-е издан., перераб. и доп. - Минск: Вышэйшая школа, 1983. - 256 с.

2. Обработка металлов резанием: Справочник технолога / Под. ред. Панова А.А. - М., 1988. 325 с.

3. Справочник технолога-машиностроителя / Под ред. А.Г.Косиловой, Р.К.Мещерякова. - М.: Машиностроение, 1985. - Т.1. - 656 с.

4. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. М.: 'Машиностроение' 1979. Т.1. - 728 с.

5. Технологичность конструкции иделий: Справочник / Т.К.Алферова, Ю.Д.Амиров, П.Н.Волков и др.; Под ред. Ю.Д.Амирова. - М.: Машиностроение, 1985. - 368 с.

6. Королев А.В., Шапошник Р.К. Технологичность конструкции изделий. Методические указания к курсовому и дипломному проектам по курсу 'Технология машиностроения'. - Саратов: СПИ. - 1985.- 16 с.

7. Общемашиностроительные нормативы режимов резания для технического нормирования работ на металлорежущих станках. - М.: Машиностроение, 1974. - Ч. 1. 415 с.

8. Общемашиностроительные нормативы вспомогательного производства на обслуживание рабочего места и подготовительно-заключительного времени для технического нормировщика станочных работ. - М.: Машиностроение, 1974. - Ч. 1. 419 с

9. Барац Я.И., Козлов Г.А. Расчет оптимальных режимов резания с помощью ЭЦВМ 'НАИРИ-К': Руководство к лабораторной работе. - Саратов: СПИ, 1982. - 24 с.

10. Горохов В.А. Проектирование и расчет приспособлений. - Минск: Высшая школа, 1986. - 238 с.

11. Станочные приспособления: Справочник / Под ред. Б.Н.Вардашкина, А.А.Шатилова, В.Н.Данилевского. - М., 1984. - Т. 1. - 592 с.

12. Кузнецов Оснастка для станков с ЧПУ.

13. Фучаджи К.С.; Стрюк Н.Н. Автомобиль ЗАЗ 1102 'Таврия', устройство, эксплуатация, ремонт. М.: 'Транспорт'. 1991

14. Руководство по ремонту. Эксплуатация и техническое обслуживание автомобиля ВАЗ 2110. М.: 'Третий Рим'. 2001

15. Шапошник Р.К., Серов Ю.И. Расчет участков, механических и механосборочных цехов. Методические указания для дипломного проектирования и практических работ для студентов специальности 120100. - Саратов: СГТУ, 1993. -- 42 с.

16. Безопасность производственных процессов. Под общей редакцией д-ра тех. наук Белова С.В. -- М.: Машиностроение,1985.

17. Ансеров Ю.М., Дурнев В.Д. Машиностроение и охрана окружающей среды. - М.: Машиностроение, 1979.

18. Миллер Д.П. Организация и планирование производства. Управление предприятием. Методические указания к курсовой работе для студентов 5 курса специальности 210. - Саратов: СПИ, 1992.- 10 с.

19. Организация, планирование и управление машиностроительным производством: учебное пособие / Под общ. ред. Б.Н.Захаровой. - М.: Машиностроение, 1989.