Проект участка на базе станков с ЧПУ по изготовлению деталей трансмиссии транспортной машины

Маршрут карта (лист 3).frw

ГОСТ 3.1118 - 82 Форма 1б
сб. единицы или материала
наименование оборудования
Обозначение документа
Код. наименование операции
Приспособление контрольное
Моечная машина 0ЧН210

Титульный.frw

Министерство высшего и профессионального образования РФ
Курганский государственный университет
Утверждаю: Зав. кафедрой
на технологический процесс механической обработки
Вилки скользящей(537-2303116)

Маршрут карта (лист 1).frw

ГОСТ 3.1118 - 82 Форма 1
Код. наименование оборудования
Код. наименование операции
Обозначение документа
Сталь 45 ГОСТ 4543-71
Верт.-сверл. ст. с ЧПУ СВМ1Ф4
Токарный ст. с ЧПУ 16Б16Ф3

Маршрут карта (лист 2).frw

ГОСТ 3.1118 - 82 Форма 1б
сб. единицы или материала
наименование оборудования
Обозначение документа
Код. наименование операции
Улучшить до 241-311 НВ
Гориз.-протяж. ст.7523
Токарный ст. с ЧПУ 16Б16Ф3
Алмазно-раст. ст. 2А715

Карта Эскиза на дет5.frw

Карта Эскиза на дет1.frw

Маршрут карта (лист 3).frw

ГОСТ 3.1118 - 82 Форма 1б
сб. единицы или материала
наименование оборудования
Обозначение документа
Код. наименование операции
Приспособление контрольное
Моечная машина 0ЧН210

Титульный.frw

Министерство высшего и профессионального образования РФ
Курганский государственный университет
Утверждаю: Зав. кафедрой
на технологический процесс механической обработки
Вилки скользящей(7427-2208048)

Маршрут карта (лист 1).frw

ГОСТ 3.1118 - 82 Форма 1
Код. наименование оборудования
Код. наименование операции
Обозначение документа
Сталь 45 ГОСТ 4543-71
Верт.-сверл. ст. с ЧПУ СВМ1Ф4
Токарный ст. с ЧПУ 16Б16Ф3

Маршрут карта (лист 2).frw

ГОСТ 3.1118 - 82 Форма 1б
сб. единицы или материала
наименование оборудования
Обозначение документа
Код. наименование операции
Улучшить до 241-311 НВ
Гориз.-протяж. ст.7523
Токарный ст. с ЧПУ 16Б16Ф3
Алмазно-раст. ст. 2А715

Маршрут карта (лист 3).frw

ГОСТ 3.1118 - 82 Форма 1б
сб. единицы или материала
наименование оборудования
Обозначение документа
Код. наименование операции
Приспособление контрольное
Моечная машина 0ЧН210

Титульный.frw

Министерство высшего и профессионального образования РФ
Курганский государственный университет
Утверждаю: Зав. кафедрой
на технологический процесс механической обработки
Вилки скользящей(537-2202048)

Маршрут карта (лист 1).frw

ГОСТ 3.1118 - 82 Форма 1
Код. наименование оборудования
Код. наименование операции
Обозначение документа
Сталь 45 ГОСТ 4543-71
Верт.-сверл. ст. с ЧПУ СВМ1Ф4
Токарный ст. с ЧПУ 16Б16Ф3

Маршрут карта (лист 2).frw

ГОСТ 3.1118 - 82 Форма 1б
сб. единицы или материала
наименование оборудования
Обозначение документа
Код. наименование операции
Улучшить до 241-311 НВ
Гориз.-протяж. ст.7523
Токарный ст. с ЧПУ 16Б16Ф3
Алмазно-раст. ст. 2А715

Карта Эскиза на дет3.frw

*Размеры для справок.
Остальные размеры и технические
требования по чертежу
ГОСТ 3.1105 - 84 Форма 1

Маршрут карта (лист 3).frw

ГОСТ 3.1118 - 82 Форма 1б
сб. единицы или материала
наименование оборудования
Обозначение документа
Код. наименование операции
Приспособление контрольное
Моечная машина 0ЧН210

Титульный.frw

Министерство высшего и профессионального образования РФ
Курганский государственный университет
Утверждаю: Зав. кафедрой
на технологический процесс механической обработки
Вилки скользящей(7427-2201048)

Маршрут карта (лист 1).frw

ГОСТ 3.1118 - 82 Форма 1
Код. наименование оборудования
Код. наименование операции
Обозначение документа
Сталь 45 ГОСТ 4543-71
Верт.-сверл. ст. с ЧПУ СВМ1Ф4
Токарный ст. с ЧПУ 16Б16Ф3

Карта Эскиза на дет4.frw

Маршрут карта (лист 2).frw

ГОСТ 3.1118 - 82 Форма 1б
сб. единицы или материала
наименование оборудования
Обозначение документа
Код. наименование операции
Улучшить до 241-311 НВ
Гориз.-протяж. ст.7523
Токарный ст. с ЧПУ 16Б16Ф3
Алмазно-раст. ст. 2А715

Комплект документов.frw

Министерство высшего и профессионального образования РФ
Курганский государственный университет
Утверждаю: Зав. кафедрой
на технологический процесс механической обработки

Операционная карта (лист 2).frw

ГОСТ 3.1404-86 Форма 2а
Точить поверхность 3
Резец Т5К10 ГОСТ 1888-73

Карта Эскизов на операцию 010.frw

Операционная карта (лист 1).frw

% Эмульсия "Укртнол 1
ГОСТ 3.1404 - 86 Форма 3
Наименование операции
Обозначение программы
Сталь 45 ГОСТ 4543-71
Установить и снять деталь
Приспособление поворотное
Резец Т5К10 ГОСТ 1888-73

Маршрут карта (лист 3).frw

ГОСТ 3.1118 - 82 Форма 1б
сб. единицы или материала
наименование оборудования
Обозначение документа
Код. наименование операции
Приспособление контрольное
Моечная машина 0ЧН210

Маршрут карта (лист 1).frw

ГОСТ 3.1118 - 82 Форма 1
Код. наименование оборудования
Код. наименование операции
Обозначение документа
Сталь 45 ГОСТ 4543-71
Верт.-сверл. ст. с ЧПУ СВМ1Ф4
Токарный ст. с ЧПУ 16Б16Ф3

Маршрут карта (лист 2).frw

ГОСТ 3.1118 - 82 Форма 1б
сб. единицы или материала
наименование оборудования
Обозначение документа
Код. наименование операции
Улучшить до 241-311 НВ
Гориз.-протяж. ст.7523
Токарный ст. с ЧПУ 16Б16Ф3
Алмазно-раст. ст. 2А715

Операционная карта (лист 2).frw

ГОСТ 3.1404-86 Форма 2а
Зенковать 2 крепежных отв.
выдерживая размеры 4
Рассверлить центр. отв. начерно
Нарезать резьбу в 2 отверстиях
Метчик М10х1 ГОСТ 3266-81
пробка М10х1-6Н ГОСТ 17758-72

Операционная карта (лист 3).frw

ГОСТ 3.1404-86 Форма 2а
Зенкеровать центр. отв.
выдерживая размеры 6
Зенковать центр. отв.
выдерживая размеры 7

Карта Эскизов на операцию 005.frw

Операционная карта (лист 1).frw

% Эмульсия "Укртнол 1
ГОСТ 3.1404 - 86 Форма 3
Наименование операции
Обозначение программы
Горизонтально-фрезерная с ЧПУ
Сталь 45 ГОСТ 4543-71
Установить и снять деталь
Приспособление поворотное
Фрезеровать начерно и начисто выдерживая размер 1
выдерживая размеры 2

Операционная карта (лист 2).frw

Карта Эскизов на операцию 025.frw

Операционная карта (лист 1).frw

% Эмульсия "Укртнол 1
ГОСТ 3.1404 - 86 Форма 3
Наименование операции
Обозначение программы
Горизонтально-потяжная
Сталь 45 ГОСТ 4543-71
Установить и снять деталь
Приспособление протяжное
Протянуть шлицы предварительно.
Установить деталь на протяжку и протянуть шлицы окончательно.
Пробка 8315-0324. 70Н9

Карта Эскизов на операцию 035.frw

Операционная карта (лист 1).frw

% Эмульсия "Укртнол 1
ГОСТ 3.1404 - 86 Форма 3
Наименование операции
Обозначение программы
Сталь 45 ГОСТ 4543-71
Установить и снять деталь
Приспособление расточное
Расточить отв. 1 и 2 с переустановом.
Резец Т5К10 ГОСТ 1888-73
Нутромер НИ 50-100 ГОСТ 868-72
Кольцо 94.8154-200141

Операционная карта (лист 2).frw

Точить начисто отв.
ГОСТ 3.1404-86 Форма 2а
Резец Т5К10 ГОСТ 1888-73

Операционная карта (лист 3).frw

Операционная карта (лист 1).frw

Сверлить насквозь отв.
% Эмульсия "Укртнол 1
ГОСТ 3.1404 - 86 Форма 3
Наименование операции
Обозначение программы
Сталь 45 ГОСТ 4543-71
Установить и снять деталь
Приспособление токарное
Сверло Р6М5 ГОСТ 2092-77
Резец Т5К10 ГОСТ 1888-73

Карта Эскизов на операцию 015.frw

Карта эскизов на заготовку.frw

Радиусы закругления наружных
углов для глубины ручья R=3мм.
Штамповочные уклоны
для наружных поверхностей = 5
ГОСТ 3.1105 - 84 Форма 1

Операционная карта (лист 2).frw

ГОСТ 3.1404-86 Форма 2а
Точить поверхность 3
Резец Т5К10 ГОСТ 1888-73

Карта Эскизов на операцию 030.frw

Операционная карта (лист 1).frw

Обточить поверхность под резьбу
% Эмульсия "Укртнол 1
ГОСТ 3.1404 - 86 Форма 3
Наименование операции
Обозначение программы
Сталь 45 ГОСТ 4543-71
Установить и снять деталь
Приспособление поворотное
Резец Т5К10 ГОСТ 1888-73

ЭКОНОМИКА.сdw..cdw

Основные технико-экономические
показатели проектируемого участка
Технико-экономические
себестоимость:табл.19
а) затраты на материалы
в) энергия электрическая
эффективности проекта:
- чистая дисконтированная
- период окупаемости
Проект участка на базе станков с ЧПУ по изготовлению
деталей трансмиссии транспортной машины

МОЙ ПЛАН.cdw

Ср. уровень загр. и исп. станков
Проект участка на базе станков с ЧПУ по изготовлению
деталей трансмиссии транспортной машины
Площадь участка S=150 м
График загрузки и использования станков
Средний уровень загрузки и использования станков = 0.48
Условные обозначения.
- аптечка медицинская
Внутрицеховой проезд
Магистральный проезд
- склад стелажного типа
МСА - моечно-сушильный агрегат
- приёмно-передаточный стол
- подвод смазочно-охлажд. жидкости
- подвод электроэнергии
- подвод сжатого воздуха
- устройство перегрузочное

2Расчет припусков на отв и нар цилиндр пов.doc

Расчет припусков и предельных размеров по технологическим переходам
Технологические переходы обработки поверхности
Расчетный припуск 2Zmin
Предельный размер мм
Растачивание черновое
Растачивание чистовое
Проверка: Tmax-Tmin-(2Zmax-2Zmin)=740-230-(2640-2130)=0.
Точение получистовое
Проверка: Tmax-Tmin-(2Zmax-2Zmin)=2200-870-(5520-4190)=0

план РТК.cdw

Деталь обрабатываемая на РТ
КОМПЛЕКС НА БАЗЕ ПРОМЫШЛЕННОГО РОБОТА
МОД.СМ40 Ф2.80.01 И СТАНКА МОД.16К20Ф3
Промышленный робот мод. СМ40 Ф2.80.01.
Токарный патронно-центровой станок
Магазин-накопитель заготовок.
Устройство приёма деталей (тара).
Устройство управления промышленным роботом
Производственная площадь S=23 м
Производительность РТК Q=88
Техническая характеристика робота
Грузоподъемность 40кг
Число степеней подвижности (без захватного устройства) 4
Число рук (захватных устройств на руку) 1
Тип привода - гидравлический.
Управление - позиционное.
Число программируемых координат 3
Способ программирования перемещений - обучение.
Вместимость памяти системы 51
Погрешность позиционирования 1мм.
Наибольший вылит руки R 1900мм
Планировочная схема РТК
Проект участка на базе станков с ЧПУ по изготовлению
деталей трансмиссии транспортной машины

Схват.cdw

Проект участка на базе станков с ЧПУ по изготовлению
деталей трансмиссии транспортной машины

моё Задание .doc

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Курганский государственный университет
на дипломный проект (работу)
Группа Т-5110 Специальность 151001 (120100) Технология машиностроения
Тема дипломного проекта (работы) Проект участка на базе станков с ЧПУ по изготовлению деталей трансмиссии транспортной машины
Утверждена приказом ректора университета от «16» февраля 200 5 г. № 89
(должность ученое звание степень фамилия и. о.)
(указать название раздела должность ученое звание степень фамилия и. о.)
Сроки выполнения работы (проекта) с «14» марта 200 5 г. по «31» мая 200 5 г. Содержание и объем проекта (работы):
Содержание. Аннотация. Введение. 1. Характеристика объектов производства. 2. Технологическая часть. 2.1. Определение типа производства. 2.2. Анализ технологичности детали. 2.3. Анализ базового технологического процесса. 2.4. Выбор заготовки. 2.5. Разработка маршрутного и операционного технологических процессов. 2.6. Расчет припусков. 2.7. Расчет режимов резания. 2.8. Техническое нормирование операций 2.9 Технико-экономическое обоснование проектного технологического процесса. 2.10. Проектирование инструментальных наладок. 3. Конструкторский раздел. 3.1. Проектирование станочных и контрольного приспособления. 4. Проектирование средств автоматизации производственного процесса. 5. Исследовательский раздел. Обеспечение параметров шероховатости при обработки цилиндрических поверхностей. 6. Производственный расчет и разработка планировки. 7. Организация производства. 8. Безопасность и экологичность проекта. 9. Экономическая оценка проекта.
Графическая часть: 1. Сравнительная технология (1 лист). 2. Инструментные наладка (3 листа). 3. Сборочные чертежи станочных приспособлений (3-4 листа). 4. Сборочный чертеж контрольного приспособления (1 лист). 5. Средства автоматизации (2 листа). 6. Планировка участка (1 лист) 7. Исследовательская часть (2 листа). 8. Технико-экономические показатели проекта (1 лист). Итого 13-14 листов.
(подпись дата) (фамилия инициалы)
Решение о допуске студента к защите работы (проекта) в Государственной экзаменационной комиссии
Объем работы (проекта): текстовая часть (записка) страниц
Консультанты Руководитель
(подпись дата) (подпись дата)
(подпись дата) (подпись дата)
(соответствует не соответствует)
(допустить не допустить) (фамилия имя отчество)
работы (проекта) в Государственной экзаменационной комиссии
(должность место работы фамилия имя отчество)
(подпись) (фамилия и. о.)

сравнит.cdw

Проект участка на базе станков с ЧПУ по изготовлению
деталей трансмиссии транспортной машины
Одновременно фрезеровать
начерно две плоскости
и зенковать два отв. одновременно.
Переустановить деталь и обработать
Фрезеровать плоскость проушины
Центровать три отверстия
Зенковать два крепежных
Нарезать резьбу в двух крепежных отверстиях
зенкеровать и зенковать отверстие
5 Фрезерная с ЧПУ (СВМ1Ф4)
5 Фрезерная (ГФ-1380)
0 Сверлильная (1АМ068)
5 Сверлильная (2А135)
Наименование операции
5 Токарная с ЧПУ (16К20Ф3)
0 Сверлильная (2170)
Одновременно сверлить 2отв.
Сверлить два отверстия
Сверлить и расточить отверстия

Титульный.doc

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
КУРГАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра «Технология машиностроения»
Расчётно-пояснительная записка
Студент группы .. .. .. ..
Специальность – Технология машиностроения (151001)
Ученое звание ученая степень Фамилия И.О.
Заведующий кафедрой

2.cdw

Проект участка на базе станков с ЧПУ по изготовлению
деталей трансмиссии транспортной машины
Схема деформации поверхности при выглаживании:
совпадающим с направлением скорости; б - в направлении подачи; I-V - последовательные положения
выглаживателя после каждого оборота детали; 1 - профиль следа движения выглаживателя; 2 - фактический профиль
выглаженной поверхности; 3 - упругое восстановление поверхности; 4 - пластическое искажение профиля.
Профилограммы поверхностей
Вертикальное увеличение x80 000
горизонтальное увеличение x350
Зависимость шероховатости
скорости резания и исходной
поверхности Ra (мкм) при круглом
шлифовании от скорости детали Vз (ммин)
и продольной подачи Sпр (ммоб)
Влияние скорости V (ммин) на шероховатость поверхности
Ra (мкм) при накатывании и выглаживании
Алмазное выглаживание

1.cdw

Проект участка на базе станков с ЧПУ по изготовлению
деталей трансмиссии транспортной машины
Обработка наружных цилиндрических поверхностей
Cпособы чистовой обработки давлением

контр.приспособление-готово.cdw

перпендикулярности осей
Взаимная неперпендикулярность осей отверстий не более 0
на 100 мм. (Абсолютная разность показаний
индикатора I на длине 300 max - не более 0
Разность размеров от оси шлицевого отверстия до проушин не более 0
мм. (Абсолютная разность показаний
индикатора III не более 0
Проект участка на базе станков с ЧПУ по изготовлению
деталей трансмиссии транспортной машины

фрезерное присп.(только 2-ой лист).cdw

Проект участка на базе станков с ЧПУ по изготовлению
деталей трансмиссии транспортной машины
Приспособление работает с гидроприводом.
Рабочее давление в системе Р = 10 МПа.
Усилие на штоке гидропривода 12кН
Гидросистему испытать под давлением 15 МПа

приспособление-готово.cdw

Проект участка на базе станков с ЧПУ по изготовлению
деталей трансмиссии транспортной машины
Приспособление работает с пневмоприводом
Усилие на штоке пневмоцилиндра Р = 9
Рабочее давление 1 МПа
Приспособление токарное

Спецификация1.cdw

Проект участка на базе станков с ЧПУ по изготовлению
деталей трансмиссии транспортной машины
Приспособление токарное
Стандарнтные изделия
Гайка М12x8 ГОСТ 5929-62
Винт М12x6-010 ГОСТ 5993-62

Спецификация2.cdw

Приспособление токарное
Кольцо запорное 20мм
Штифт цилиндрический

Записка.doc

Характеристика объектов производства
Технологическая часть
1. Определение типа производства
2. Анализ технологичности детали ..
3. Анализ базового технологического процесса .
4. Выбор заготовки .
5. Разработка маршрутного и операционного технологических процессов
6. Расчет припусков .
7. Расчет режимов резания .
8. Техническое нормирование операций .
9 Технико-экономическое обоснование проектного технологического процесса .
10. Проектирование инструментальных наладок
Конструкторский раздел ..
1. Проектирование станочных и контрольного приспособления ..
Проектирование средств автоматизации производственного
Исследовательский раздел.
Обеспечение параметров шероховатости при обработки цилиндрических поверхностей .
Производственный расчет и разработка планировки
Организация производства
Безопасность и экологичность проекта .
Экономическая оценка проекта
Целью данного дипломного проекта является закрепление приобретенных навыков по разработке маршрутного технологического процесса изготовления детали операционного технологического процесса на выполнение отдельных операций разработке исследовательской части по согласованию с преподавателем применению полученных знаний по БЖД и экологии за время обучения в университете. В данном проекте решается задача по выбору заготовки назначению припусков на обработку поверхностей; разрабатываются технологические операции с расчетами сравнительной экономической эффективности. Для разработки исследовательской части используется дополнительная техническая литература с целью повышения уровня знаний обучающегося. Закрепляются практические навыки по решению различных технологических задач подготовки производства деталей машин а также разработке технической документации.
В данном дипломном проекте анализируется предложенная деталь (вилка скользящая). После анализа выбирается вид заготовки способ получения детали из заготовки с технико-экономическим обоснованием выбора.
Разрабатывается маршрут технологического процесса изготовления детали из заготовки на которую предварительно назначаются припуски операционные размеры и размеры заготовки.
На каждую операцию разрабатывается операционная технология т.е. выбираются базы и средства технологического оснащения. Определяются режимы резания нормы технологического времени.
Далее сравниваются два технологических процесса обработки детали: на станке с ЧПУ и на том же станке с ручным управлением издается технико-экономическая оценка обоих вариантов.
Данный дипломный проект содержит расчетно-пояснительную записку графическую часть комплект технологической документации. Графическая часть содержит 13 листов чертежей и спецификации.
Машиностроение – одна из важнейших отраслей промышленности. Её основная продукция – машины различного типа и назначения которые обслуживают все отрасли народного хозяйства. Рост промышленности и народного хозяйства а так же темпы перевооружения их новой техникой в значительной степени зависят от уровня развития машиностроения.
Технический прогресс в машиностроении характеризуется не только улучшением конструкции машин но и непрерывным совершенствованием технологии их производства. В настоящее время важно качественно дешево и в заданные сроки с минимальными затратами живого и овеществленного труда изготовить машину применив современное высокопроизводительное оборудование инструмент технологическую оснастку средства механизации и автоматизации производства. От принятой технологии производства во многом зависят долговечность и надежность работы выпускаемых машин а также экономика их эксплуатации. Совершенствование технологии машиностроения определяется потребностями производства необходимых обществу машин.
Теоретические разработки и практика показали что в условиях единичного мелкосерийного и серийного производства характерного для 80% машиностроительных и приборостроительных предприятий наиболее рациональным является организация группового производства базирующегося на унификации его объектов технологических процессов и оснастки а также на создании подетально-специализированных участков и многономенклатурных групповых поточных и автоматизированных линий. Групповое производство дает возможность наиболее полно осуществлять работы по механизации и автоматизации оборудования и труда. Особенно эффективно его применение в условиях концентрации производства и создании объединений.
Сегодняшними требованиями к машиностроению являются создание высоко производительных машин и оборудования снижение их материало- и энергоемкости внедрение малоотходных и безотходных технологических процессов уменьшение трудоемкости изготовления продукции за счет широкого внедрения различных средств автоматизации и механизации в том числе робототехники ГАП.
Весьма актуальна проблема повышения и технологического обеспечения точности в машиностроении. Точность в машиностроении имеет большое значение для повышения эксплуатационных качеств машин и для технологии их производства. В зависимости от потребности в той или иной продукции машиностроения существуют три вида серийности производства:
У каждого из трёх типов производств своя заготовительная технология своё оснащение оборудованием и своя организация производства.
Задачи дипломного проектирования – выполнить комплекс конкретных прикладных и теоретических разработок в области машиностроительных производств. В дипломном проекте рассматриваются операции в двух альтернативных вариантах с расчетами сравнительной экономической эффективности; выполняются необходимые расчеты при проектировании станочного приспособления.
Приобретаются практические навыки решения различных технологических задач подготовки производства деталей машин и разработки технической документации. Закрепляется умение пользоваться справочной литературой стандартами и другой литературой.
Исходя из проблем обозначенных выше в данном дипломном проекте была рассмотрена тема «Проект участка на базе станков с ЧПУ по изготовлению деталей трансмиссии транспортной машины».
Характеристика объектов производства.
На проектируемом участке обрабатывается группа деталей которая входит в узел карданного вала привода вентилятора колесного тягача. Карданный вал передаёт крутящий момент от повышающей передачи через конический редуктор на привод вентилятора. Карданный вал состоит из двух шарниров обычной конфигурации с крестовинами на игольчатых подшипниках. Конструкция одного из входящих в карданную передачу шарниров должна допускать осевое перемещение карданного вала. Для этой цели используется шлицевое соединение вилки скользящей с валом. Шлицевое отверстие вилки имеет десять пазов с центрированием по внутреннему диаметру. На конце хвостовика вилки предусмотрена резьба М90x15–6h для установки гайки с войлочным сальником предохраняющим шлицевое соединение от попадания в него пыли и грязи.
Наиболее высокие требования по точности обработки и шероховатости предъявляются к отверстиям в проушинах торцам и шлицевой поверхности.
В данном дипломном проекте разрабатывается участок по изготовлению следующих деталей транспортной машины:
в качестве основной детали в данном дипломном проекте выбрана вилка №1. Материал детали – СТАЛЬ 45
Для необходимой загрузки оборудования выбраны дополнительные детали. Дополнительная вилка №2. Материал шестерни – СТАЛЬ 45.
Дополнительная вилка №3. Материал шестерни – СТАЛЬ 45.
Дополнительная вилка №4. Материал шестерни – СТАЛЬ 45.
Дополнительная вилка №5. Материал шестерни – СТАЛЬ 45.
Технологическая часть.
1. Определение типа производства.
Тип производства по ГОСТ 3.1121-84 характеризуется коэффициентом закрепления операций (КЗ.О.):
КЗ.О. 10 – массовое и крупносерийное производство;
КЗ.О. 20 – среднесерийное производство;
КЗ.О. 40 – мелкосерийное производство;
КЗ.О. – единичное производство.
Величину коэффициента закрепления операций с достаточной для учебного проекта точностью можно рассчитать следующим образом 1 :
Ср. коэф. выполн. норм врем. Кв
Эфф. год. фонд вр. работы. ст. F0
Кол заг. для зап-а n
а) Определяем расчетное количество станков необходимых для каждой станочной операции (Срi):
где N – объем годового выпуска деталей; N = 3000 шт.;
tШ-К – штучно-калькуляционное время
Fo – эффективный годовой фонд времени работы станка 1;
Кв – средний коэффициент выполнения норм времени:
при обработке на станках с ручным управлением Кв = 12;
при обработке на станках с ЧПУ автоматах полуавтоматах и агрегатных станках Кв = 10;
Кр – коэффициент учитывающий потери по организационно-техническим причинам Кр = 095 2 .
При расчете по данной формуле в качестве tШ-К используем штучно-калькуляционное время базового технологического процесса скорректированное путем уменьшения на 10-20%. Корректировка производится с учетом последующего усовершенствования базового технологического процесса и некоторого сокращения трудоемкости изготовления детали. Результаты расчета Срi сведены в табл.1.
б) Определяем принятое количество оборудования на каждой станочной операции (Si) для чего расчетное количество станков (Срi) округляем увеличением до целых значений.
в) Рассчитываем коэффициент загрузки каждого рабочего места (hзi):
г) Определяем число операций закрепленных за одним рабочим местом (Ормi):
где hн – нормативный коэффициент загрузки оборудования.
Принимаем hн = 075 2 .
д) Рассчитываем величину коэффициента закрепления операций:
где Рi – общее количество рабочих мест на которых выполняются все станочные операции по изготовлению детали без учета станков-дублеров. Результаты расчета сводим в табл.1. Имеем: КЗ.О. = 1182. Принимаем тип производства – среднесерийный.
2. Анализ технологичности детали.
Отработка конструкции на технологичность- это комплекс мероприятий предусматривающих взаимосвязанные решения конструкторских и технологических задач направленных на повышение производительности труда снижение затрат и сокращение времени на изготовления изделия при обеспечении необходимого его качества.
Оценка технологичности проводится качественно и количественно с расчетом показателей технологичности по ГОСТ 14.201-83. Деталь подвергаемая обработке резанием будет технологична в том случае когда ее конструкция позволяет применять рациональную заготовку форма и размеры которой максимально приближены к форме и размерам готовой детали а также использовать высокоэффективные процессы обработки . К основным требованиям технологичности можно отнести:
· обоснованный выбор материала детали и увязка требований качества поверхностного слоя с маркой материала детали ;
· сокращение числа установов заготовки при обработки;
· надежное удаление стружки;
· возможность максимального использования стандартизованных и нормализованных режущих и измерительных инструментов;
· обеспечение благоприятных условий работы режущего инструмента;
· унификация формы и размеров обрабатываемых элементов что обеспечит обработку их минимальным числом инструментов и использование типовых подпрограмм на станках с ЧПУ и т.д.
Как пример анализ детали на технологичность рассмотрим на детали представители.
Качественная оценка детали на технологичность
Деталь- вилка скользящая – изготавливается из литейной стали поэтому конфигурация наружного контура и внутренней поверхности не вызывает значительных трудностей при получении заготовки. Материал полностью соответствует условиям эксплуатации и требованиям по прочности износостойкости поверхностным деформациям и т.п.
Конструкция детали обеспечивает достаточную жесткость при механической обработки на металлорежущем оборудовании.
Формы поверхностей подлежащих обработке не представляют сложности имеется возможность максимального использования стандартизованных и нормализованных режущих и измерительных инструментов.
С точки зрения обеспечения заданной точности и шероховатости поверхности детали не представляет сложности.
Количественная оценка технологичности
На первоначальной стадии при анализе служебного назначения детали и оценке ее технологичности необходимо использовать показатели такие как коэффициенты использования материала (Ким) точности обработки (Ктч) шероховатости поверхности (Кш)18.
Коэффициент использования материала
Мз - масса заготовки
Коэффициент точности обработки Ктч.
где Аср – средний квалитет точности обработки детали по всем поверхностям.
Коэффициент шероховатости поверхности Кш.
где Бср – среднее числовое значение параметра шероховатости всех поверхностей детали
Анализ рабочего чертежа детали. См. табл. 2.2
Таблица 2.2 Анализ рабочего чертежа детали
Наименование поверхностей
Шероховатость Ra мкм
Сравнивая полученные результаты с нормативными (Ктч > 08 Кш 032 ) можно сказать что деталь по показателям точности обработки и шероховатости поверхности технологична.
Методика расчета взята 9.
3. Анализ базового технологического процесса
Общая последовательность обработки в базовом технологическом процессе составлена правильно. Сначала обрабатываются технологические базы затем ведется обработка основных и вспомогательных поверхностей. После операций мехообработки следует слесарная операция промывка и контроль.
Технологические базы выбраны правильно соблюдается принцип совмещения и постоянства баз.
Однако в базовом технологическом процессе применяется устаревшее оборудование специальный режущий инструмент установка детали в приспособление требует большой трудоемкости рабочих. Применение стандартизованных конструкций режущего инструмента современного оборудования позволит увеличить скорости обработки уменьшить to и tв. Применение современного оборудования также позволит повысить степень концентрации операций.
Базовый технологический процесс приведен в таблице 2.3
Таблица 2.3 Базовый процесс
Наименование операции
Сравним по ТЭП 2 способа получения заготовки литьём и получения заготовки под давлением.
4.1.Заготовка отливка.
Выполним анализ технологичности конструкции детали. Деталь средних размеров по массе относится к 1 весовой группе ([1]табл.2). Имеет сложное сопряжение длинного цилиндра со стенкой толщиной 18 мм. Это повышает опасность коробления и трещинообразования в отливке.
Выполним выбор способа изготовления заготовки отливки. Тип производства – среднесерийный. На основе массы отливки материала типа производства и минимальной толщины стенки выбираем вариант способа литья ([1]табл.4). В данном случае наиболее подходящим способом является литьё в оболочковые формы. Выбираем положение отливки в форме. Берём вертикальное положение оси цилиндра и верхнее расположение проушин т.к. уменьшается неоднородность сплава упрощается обеспечение направленного твердения по сравнению с горизонтальным расположением. Определим шероховатость поверхности заготовки по степени точности поверхности отливки ([1]табл.56). Наибольший габаритный размер для выбора – 271 мм; степень точности поверхности отливки 7-12 (выбираем 9 ст.точн.) шероховатость поверхности Ra = 12.5 мкм.
По табл. 7 – класс точности размеров – 7; ряд припусков 2. Используя табл.8 и 9 составим сводную таблицу размеров заготовки:
Табл. 2.4. Размеры заготовки.
Размер заготовки мм.
Масса полученной заготовки равна 93 кг.
Стоимость заготовок получаемых литьем в песчано-глинистые формы можно определить по формуле:
Sзаг = (Сi*Мз*Кт*Кс*Кв*Км*Кп 1000) – (Мз-Мд)*Sотх 1000
где Сi – базовая стоимость одной тонны заготовок Сi = 534 руб. Sотх = 28 руб. Кт Кс Кв Км Кп – коэффициенты зависящие соответственно от класса точности группы сложности массы марки материала и объема производства.
Мд = 81 кг Мз = 93 кг.
Кт = 105; Км = 126; Кс = 1; Кв = 1; Кп = 136.
Sзаг = (534*93*105*1*1*126*136 1000) – (93 – 81)*29 1000 = 7 руб.
Рис 2.5. Эскиз заготовки.
4.2.Заготовка – поковка.
Штамповочное оборудование – ГКМ.
Материал – СТАЛЬ 45. 045%C mдет = 81 кг.
mпоковки = mдет*Кр где Кр – расчетный коэффициент (Кр = 15).
mпоковки = 81 * 15 = 125 кг.
Класс точности – Т5 ([1]табл.15); группа стали – М2 ([1]табл.14).
Степень сложности – С1 (Gп Gф > 0.63 ).
Конфигурация разъема штампа – плоская. Исходный индекс – 11 ([1]табл.16).
Припуски и кузнечные напуски:
основные припуски на размеры ([1]табл.17) мм:
– 1.8 мм; 95 – 1.8 мм; 105 – 1.8 мм;
3 – 2 мм; М10 – 12 мм.143 – 2 мм. 230 – 2 мм.
+ 18*2 = 936 мм; принимаем 935 мм
+ 18*2 = 986; принимаем 985 мм
5 + 18*2 = 1086; принимаем 1085 мм
3 +2*2 = 177; принимаем 177 мм
3 + 2*2 = 147; принимаем 147 мм.
0 + 2*1 = 232; принимаем 232 мм.
Радиус закругления наружных углов для глубины ручья 3 мм.
Штамповочные уклоны ([1]табл.24):
для наружных поверхностей – 5°
для внутренних – 7°
Допускаемые отклонения размеров ([1]табл.22):
Sзаг = (373*146*1*15*1*08*1 1000) – (146 – 81)*28 1000 = 64 руб.
Рис 2.6. Эскиз заготовки.
Таким образом сравнивая ТЭП двух методов изготовления заготовки оставляем базовый метод изготовления – штамповку.
5. Разработка маршрутного технологического процесса.
Перед разработкой ТП необходимо получить и изучить информацию которая делится на базовую руководящую и справочную.
Базовая - сведения содержащиеся в конструкторской документации на изделие объем выпуска сроки подготовки производства. Рабочий чертеж детали содержит все размеры технические требования к качеству и шероховатости марку и твердость материала.
Руководящая - сведения по развитию отрасли план выпуска материала средств технологического оснащения стандарты на технологические процессы.
Справочная - сведения о прогрессивных методах обработки каталоги номенклатурные справочники оборудования и оснастки. Материалы по выбору технологических нормативов (режимы обработки припуски расход материала и др.) и др. справочные материалы.
Всю механическую обработку разбивают по операциям и таким образом выявляют последовательность выполнения операций их число для каждой операции выбирают оборудование и определяют конструктивную схему приспособления.
Задачей каждого предыдущего перехода является подготовка поверхности заготовки под последующую обработку и каждый последующий метод (операция или переход) должен быть точнее предыдущего т. е. обеспечивать более высокое значение показателей качества детали. Поэтому механическая обработка делится на :
черновую обработку когда удаляется большая часть припуска что позволяет обнаружить возможные дефекты заготовки; на первых одной-двух операциях. При базировании по черновым базам обрабатываются основные технологические базы;
чистовую обработку когда в основном обеспечивается требуемая точность:
далее идут операции местной обработки по ранее обработанным поверхностям отделочные операции когда достигается требуемая шероховатость поверхности и окончательно обеспечивается точность детали.
Контроль в технологическом процессе предусмотрен с целью технологического обеспечения заданных параметров качества обработанной детали.
Разработанный технологический процесс должен содержать общий план обработки детали описание содержания операций технологического процесса и выбор типа оборудования. Он должен быть прогрессивным обеспечивать повышение производительности труда и качества детали сокращать материальные и трудовые затраты и быть экологически безопасным.
Построение технологического маршрута обработки во многом определяется конструктивно-технологическими особенностями детали. Выбор маршрутной технологии существенно зависит от типа производства уровня автоматизации и применяемого оборудования.
При серийном производстве применяют универсальные станки с ЧПУ агрегатные специализированные и специальные станки. Перспективным в серийном производстве является применение гибких производственных систем (линий участков цехов) особенно при наличии условий для групповой организации производства.
Выбор станка на операцию определяется возможностью изготовления на нем деталей необходимой конфигурации и размеров а также обеспечения качества ее поверхности. Как пример приведем маршрутный техпроцесс для основной детали-корпуса.
Таблица 2.7 Маршрутный техпроцесс
(описание переходов)
Фрезерная (фрез-ть торец 5; расточить отв.2; расточить 4 крепеж. отв 3)
Токарная (начерно пов.1)
Токарная (расточить отв.4)
Протяжная (протянуть отв 4)
Токарная (начисто наружную пов.; нарезать резьбу)
Алмазно-расточная (расточить отв.2)
Рис.2.8. Эскиз обрабатываемой детали.
6. Расчет припусков.
При проектировании технологических процессов изготовления деталей определяют промежуточные операционные и общие припуски на обработку резанием. Промежуточный припуск – это припуск удаляемый при выполнении одного технологического перехода. Операционный припуск представляет собой сумму припусков на переходы механической обработки рассматриваемой поверхности одной технологической операции. Общий припуск определяется суммированием операционных припусков технологического процесса от исходной заготовки до готовой детали.
Припуски на механическую обработку поверхностей заготовки могут быть определены опытно-статистическим методом по соответствующим справочным таблицам ГОСТ 7505-89 ГОСТ 26645-85 материалам технической литературы или на основе расчетно-аналитического метода с учетом многих факторов обработки. Для удобства расчет припусков следует проводить в виде таблицы.
6.1. Расчет припусков на обработку отверстия 815+023.
Технологический маршрут обработки отверстия 8154+023 на токарной операции 015 включает с себя следующие переходы:
Расчет припусков на обработку отверстия ведем путем составления таблицы в которую последовательно записываем технологический маршрут обработки отверстия и все значения элементов припуска.
Значения Rz и Т характеризующие качество поверхности штампованной заготовки составляют 150 мкм и 250 мкм соответственно (табл. 4.3 [2]).
Значение Rz находим по таблице 4.16 [2] .
Суммарные значения пространственных отклонений то есть отклонений от правильной геометрической формы поверхностей и их взаимного расположения при обработке заготовок на первой операции с учетом метода базирования рассчитываются по формулам для данной детали. Суммарные значения пространственных отклонений для заготовки определяется по формуле для данного способа базирования в 3-х кулачковом патроне:
- погрешность заготовки по смещению = 2 мм;
- удельное коробление заготовки (табл.4.8.[2]).
– удельная кривизна заготовок (мкм) на 1 мм диаметра и длины
Для определения припуска на черновую обработку можно воспользоваться эмпирической формулой:
где - коэффициент уточнения формы([2]стр.73);
Погрешность установки на выполняемом переходе:
где - погрешность базирования;
- погрешность закрепления;
Погрешность базирования имеет место при несовмещении установочной и измерительной баз и зависит также от допуска и погрешности формы базовых поверхностей. =0 мкм.
Погрешность закрепления возникает в результате смещения обрабатываемых поверхностей заготовок от действия зажимной силы. =120 мкм (табл. 4.10.[2]).
Погрешность положения заготовки является следствием неточного изготовления станочного приспособления и износа его установочных элементов а также погрешности установки самого приспособления на станке принимаем равной нулю.
Получаем = 120 мкм.
На основании записанных в таблице данных производим расчет минимальных значений межоперационных припусков пользуясь формулой:
·Zmin = 2·(Rzi-1 + Ti-1+).
Графа таблицы «Расчетный размер» заполняется начиная с конечного (в данном случае чертежного) размера последовательным вычитанием расчетного минимального припуска каждого технологического перехода.
Значения допусков для каждого перехода принимаются по таблицам в соответствии с классом точности того или иного вида обработки.
В графе «Предельный размер» наибольшее значение (dmax) получается по расчетным размерам округленным до точности допуска соответствующего перехода. Наименьшие предельные размеры (dmin) определяются из наибольших предельных размеров вычитанием допусков соответствующих переходов.
Минимальные предельные значения припусков равны разности наибольших предельных размеров выполняемого и предшествующего переходов а максимальные значения - соответственно разности наименьших предельных размеров выполняемого и предшествующего переходов.
Результаты произведенных расчетов записываем в таблицу.
6.2. Расчет припусков на обработку поверхности 105-087.
Технологический маршрут обработки отверстия 8154+023состоит из одной операции: черновое растачивания.
Для чернового растачивания находим по таблице 4.16 [2] значение Rz=30 мкм и Rz=30 мкм.
- погрешность заготовки по смещению ;
– удельная кривизна заготовок (мкм) на 1 мм длины
– допуск на размер черной заготовки;
– допуск по квалитету для соответствующего метода обработки.
где - коэффициент уточнения формы.
На остальные обрабатываемые поверхности детали припуски и допуски принимаем по ГОСТ 7505–74 и заносим их в таблицу:
8. Техническое нормирование операций.
Под техническим нормированием понимается установление нормы времени на выполнение определенной работы. Норма времени является одним из основных факторов для оценки совершенства технологического процесса и выбора наиболее прогрессивного варианта обработки заготовки.
В среднесерийном производстве определяется норма штучно-калькуляционного времени Тшк :
Тшт = tо + tв + tобс + tлп
где – подготовительно-заключительное время мин;
nз – размер партии деталей шт;
Тшт – штучное время мин;
tо – основное время рассчитываемое для каждой операции на основании назначенных режимов резания мин;
tв – вспомогательное время определяемое по нормативам мин;
tобс – время на обслуживания рабочего места мин;
tлп – время перерывов на отдых и личные потребности человека мин.
tв = tуст. и снят. + tупр + tк
tупр = tвкл + tсм. инстр. + tсм. реж. + tхх
где tуст. и снят – время на установку и снятие заготовки мин;
tупр – время на управление станком мин;
tвкл – время включения станка мин;
tсм. инстр – время смены инструмента мин;
tсм. реж. – время смены режимов мин;
tхх – время холостых перемещений мин;
tк – время на контроль детали мин;
tоп = tо + tв – оперативное время.
Для станков с ЧПУ принимаем:
для станка СВМ1Ф4 = 30мин.
для станка 16К20Ф3 =40 мин;
Контроль детали выполняется во время обработки другой детали т. е. является перекрываемым временем поэтому оно не учитывается.
где Lхх – длина холостых ходов определяемая по наладке мм;
- скорость быстрых перемещений мммин.
Техническое нормирование операции 005.
=2(246+3+02+1+045+059+059+01) =929 мин
tуст. и снят =007 мин для установки в специальное приспособление.
tсм. инстр = 005 мин; tвкл = 002 мин; tсм. реж. =005 мин; Lхх = 319 мм;
tв =007+002+3·005+3·005+1=051 мин;
tоп = 119 + 051 = 17 мин;
tобс + tлп =13% tоп =013·17 = 034 мин;
Тшт = 929 + 139 + 034 = 1102 мин;
Тшк = 1102+ =1108 мин.
Техническое нормирование операции 010.
=0074+0228+0052+0102 =0456 мин
tуст. и снят =017 мин (самоцентрирующийся патрон).
tсм. инстр = 005 мин; tвкл = 002 мин; tсм. реж. =005 мин; Lхх = 1200 мм;
tв =017+002+3·005+05=109 мин;
tоп = 045 + 109 = 154 мин;
tобс + tлп =13% tоп =013·154 = 02 мин;
Тшт = 045 + 109+ 02 = 174 мин;
Тшк = 174+ =190 мин.
Техническое нормирование операции 015.
tсм. инстр = 005 мин; tвкл = 002 мин; tсм. реж. =005 мин; Lхх = 1600 мм;
tв =017+002+4·005+4·005+05=109 мин;
tоп = 028 + 109 = 137 мин;
tобс + tлп =13% tоп =013·137 = 019 мин;
Тшт = 579 + 109+ 019 = 707 мин;
Тшк = 707+ =715 мин.
Техническое нормирование операции 035.
=0079+0242+0055+044 =0816 мин
tсм. инстр = 005 мин; tвкл = 002 мин; tсм. реж. =005 мин; Lхх = 1200 мм;
tв =017+002+4·005+05=114 мин;
tоп = 082 + 114 = 196 мин;
tобс + tлп =13% tоп =013·196 = 025 мин;
Тшт = 081 + 109+ 025 = 22 мин;
Техническое нормирование устанавливает технически обоснованную норму расхода производственных ресурсов: рабочего времени сырья материалов инструментов.
Норма штучного времени – это норма времени на выполнение объема работы равной единице нормирования на выполнение технической операции.
9.Технико-экономическое обоснование проектного технологического процесса.
Методика определения ТЭП взята из [3].Общим экономическим показателем эффективности является величина годовой экономии на приведенных затратах определяемая:
– соответственно сумма годовых приведенных затрат базового и проектного вариантов руб.
Сумма годовых затрат по каждому варианту равна:
Ен – нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений
Ki – сумма годовых капитальных затрат на i-ой операции руб.
Капитальные затраты:
Срi – расчетное количество станков требуемых для изготовления годового выпуска деталей на i-ой операции шт.
N – объем годового выпуска деталей (N = 500 шт).
Tш-к – штучно-калькуляционное время i-ой операции мин.
Fo – эффективный годовой фонд времени работы станка.
Кв – средний коэффициент выполнения норм времени. При обработке на станках с ручным управлением Кв = 1.2 с ЧПУ – 1.0;
Коi – вложение средств в оборудование руб.
Кзд –вложение в производственные помещения занимаемые оборудованиемруб.
Кпуi – вложение средств в комплект управляющих программ руб.
Результаты расчета базового (1к62) и проектного (16к20Ф3) вариантов на токарную операцию 010 показали что затраты на обработку данной заготовки для станка с ЧПУ меньше чем для станка 1к62 на 421831руб. Поэтому мы предлагаем использовать для обработки заготовки станок 16к20Ф3.
10. Проектирование инструментальных наладок.
В графической части дипломного проекта обязательно предусматривается выполнение инструментных наладок которые должны давать наглядное представление о наладке станка на проектируемую операцию и отвечать на следующие вопросы:
-Как базируется и закрепляется обрабатываемая деталь на станке?
-Как располагаются рабочие инструменты относительно баз детали?
-Как осуществляется закрепление инструментов и каким образом регулируется их положение при наладке на заданные размеры?
Инструментные наладки проектируются на операции механической обработки представляющие наибольший интерес с точки зрения их новизны оригинальности а также на операции в которые внесены существенные изменения по сравнению с базовым вариантом. Оформление инструментных наладок должно выполняться после выбора оборудования приспособлений режущих инструментов расчетов режимов резания и норм времени. При проектировании наладок желательно по возможности использовать стандартные режущие инструменты.
На чертежах инструментных наладок показываются:
Эскиз обрабатываемой заготовки в рабочем положении выполненный сплошной основной линией толщиной S с выделением обрабатываемых на данной операции (технологическом переходе позиции установе) поверхностей сплошной основной линией толщиной 2 3 S по ГОСТ 2.303-68.
Конструктивное изображение установочных зажимных и направляющих элементов станочного приспособления. На рабочих позициях опоры и зажимы показываются условно в соответствии с ГОСТ 3.1107-81.
Конструктивное изображение рабочих и вспомогательных инструментов. Рабочие инструменты показываются в конце их рабочего хода кроме осевых инструментов для обработки отверстий (сверла зенкеры развертки метчики протяжки и т.п.) изображаемых в исходном положении. Рабочие инструменты рекомендуется выделять сплошной основной линией толщиной S. Вспомогательные инструменты допускается вычерчивать частично в том виде чертежа который позволяет понять принцип установки и размерной наладки рабочего инструмента.
Схема движений рабочих инструментов (циклограмма обработки) с указанием быстрого подвода (БП) рабочего хода (РХ) и быстрого отвода (БО). Для каждого элемента цикла указывается соответствующая величина перемещения инструментов.
Размеры обрабатываемых поверхностей с предельными отклонениями обозначение шероховатости поверхности по технологическим переходам операции; настроечные размеры инструментов; технические требования по точности относительного расположения обрабатываемых поверхностей оформленные согласно ГОСТ 2.316-68.
Таблица с данными по оборудованию режущему инструменту режимам обработки нормам времени. Допускается применять одну сводную таблицу на несколько наладок размещенных на одном листе. При выполнении на листе двух или долее наладок не следует делить лист на отдельные форматы но над каждой наладкой необходимо указывать номера и наименования операций и технологических переходов.
На чертежах инструментальных наладок изображен эскиз обрабатываемой заготовки в рабочем положении. Конструктивное изображение установочных зажимных и направляющих элементов станочного приспособления отсутствует т.к. данные приспособления находятся непосредственно за заготовкой на том виде в котором изображен эскиз. Деталь базируется по трем отверстиям и поверхности на которую устанавливается дополнительно сверху закреплена прижимом для неподвижности.
На чертежах инструментальных наладок изображены также рабочие инструменты. Они расположены так как они закреплены на станке при обработке детали в том же положении (в горизонтальном). Изображена схема изображения рабочих инструментов: быстрый подвод инструмента – пунктирной линией; рабочий ход – тонкой сплошной; быстрый отвод - пунктирной линией. Определены и проставлены размеры обрабатываемых поверхностей с предельными отклонениями обозначены шероховатости обрабатываемых поверхностей настроечные размеры инструментов.
Выполнены таблицы с данными по оборудованию режущему инструменту режимам обработки нормам времени.
Конструкторский раздел.
1. Проектирование станочных и контрольного приспособлений.
1.2. Расчет станочных приспособлений.
Содержание данного раздела должно предусматривать либо усовершенствование конструкции существующего на базовом предприятии приспособления либо проектирование нового специального приспособления. Что мы и можем увидеть. Данная конструкторская разработка есть результат самостоятельной творческой работы студента.
Предлагаемые решения по изменению конструкции заводского приспособления основаны на анализе включающем следующие пункты:
Обеспечение данной конструкцией приспособления требуемой производительности соответствующей годовому выпуску деталей.
Обеспечение приспособлением необходимой точности обработки на данной операции.
Технологичность конструкции приспособления в отношении пользования унифицированных и стандартных деталей и узлов обеспечение минимальных затрат на изготовление и ремонт приспособления.
Обеспечение приспособлением удобства обслуживания установки и снятия деталей управления зажимными устройствами и отсутствия чрезмерного утомления рабочего.
Обеспечение удобства быстроты и надежности удаления стружки из приспособления увеличение точности обработки и безотказности работы приспособления.
Соответствие конструкции приспособления требованиям техники безопасности.
К проектированию нового специального приспособления приступают после окончательной разработки технологического процесса изготовления детали. Вначале разрабатывают принципиальную схему приспособления на которой обязательно показывают обрабатываемую заготовку установочные и зажимные элементы (для сверлильных и расточных приспособлений – также направляющие элементы) механизм передачи усилия зажима от силового привода все силы и моменты приложенные к обрабатываемой заготовке. После этого рассчитывается сила зажима в зависимости от значения основных параметров зажимных устройств. Сила зажима должна обеспечивать надежное закрепление заготовок в приспособлении и не допускать сдвига поворота или вибрации заготовки при обработке.
Рассчитаем в данном пункте зажимные механизмы изображенного на чертеже станочного приспособления.
Зажимные механизмы предупреждают перемещение заготовок относительно опор станочного приспособления. Силу закрепления Рз определяют из условия равновесия силовых факторов действующих на заготовку. При расчетах Рз всегда учитывают силы резания реакции опор силы трения (или соответствующие моменты).
Расчет токарного приспособления
Рассчитаем токарное приспособление на поворот заготовки под действием силы резания R которой препятствуют силы трения возникающие в местах контакта заготовки с опорами и зажимным механизмом.
Найдем силу на штоке:
При усилии на штоке Q = 9.3 кН выбираем пневмоцилиндр диаметром 125 мм.
Статическая сила (Н) на штоке не менее при давлении Мпа.
В числители дроби приведена толкающая сила в знаменателе – тянущая.
Расчет контрольного приспособления
Методика расчета взята из 25.
Приспособление предназначено для контроля перпендикулярности осей и контроля линейного размера .
Суммарная погрешность контрольного приспособления может быть рассчитана по формуле:
где Dy- систематическая составляющая погрешностей изготовления установочных элементов приспособления
Dp- систематическая составляющая погрешностей передаточных устройств
Dэ- систематическая составляющая погрешностей изготовления эталона
eб- погрешность базирования детали в контрольном приспособлении
eз – погрешность закрепления детали в приспособлении
eп- случайная составляющая погрешностей передаточных устройств
eэ- случайная составляющая погрешностей изготовления эталона
eм- погрешность метода измерения вызываемые погрешностями измерительных устройств
Суммарная погрешность не должна превышать допуска контролируемого размера.
Т- допуск контролируемого параметра; Т=008
Данное неравенство выполняется следовательно контрольное приспособление подобрано для контролируемого параметра правильно.
Проектирование средств автоматизации производственного
При проектировании технологического процесса изготовления деталей типа полуось в среднесерийном производстве возникает необходимость применения разнообразных станков в том числе с ЧПУ и применение на их базе роботизированных технологических комплексов (РТК).
Наиболее целесообразной формой внедрения ПР в среднесерийное и серийное производство служит применение РТК на базе которых в дальнейшем возможно создание роботизированных технологических участков цехов заводов. На базе одних и тех же моделей станков могут создаваться РТК различных компоновок.
Линейные компоновки РТК с применением портальных ПР характеризуются следующими особенностями: занимают небольшую производственную площадь; обеспечивают переналадку и ремонт оборудования без остановки всего комплекса; возможность визуального наблюдения за работой оборудования; обеспечивает безопасные условия обслуживающего персонала.
Наличие в технологическом процессе большого количества операций приводит к необходимости организации межоперационного транспорта и складирования заготовок.
Эффективность работы ГПС в первую очередь определяется структурой составом и характеристиками систем автоматического функционирования одной из основных является автоматизированная транспортно-складская система.
Автоматизированная транспортно-складская система – система взаимосвязанных автоматизированных транспортных и складских устройств для укладки хранения временного накопления и доставки предметов труда технологической оснастки.
При применении автоматизированной транспортно-складской системы (АТСС) повышается дисциплина и производительность труда значительно сокращаются пути транспортирования; имеется постоянная информация о состоянии производства и работе склада; уменьшается простой оборудования с помощью организационного обеспечения заготовками деталями инструментом; уменьшается длительность производственного цикла что является следствием четкой организации и строгой дисциплины.
Исходные данные для проектирования РТК.
Технологический процесс изготовления вилки скользящей :
Наименование операции.
Заготовительная (ГКМ)
Токарная с ЧПУ (16К20Ф3)
Алмазно-расточная (2А715)
Тип производства: Среднесерийное.
Годовой объём выпуска деталей N тыс. шт.: 17.600
Масса изготовляемой детали m кг.: 81 кг.
Материал детали: Сталь 45 ГОСТ 4543-71.
Выбор основного оборудования.
Основное технологическое оборудование входящее в состав РТК должно удовлетворять следующим требованиям:
возможность работы в автоматическом цикле.
соответствие технологических возможностей станка с содержанием выполняемой операции.
соответствие рабочей зоны станка габаритам обрабатываемой детали.
возможность компоновочной и программной установки с ПР.
В нашем случае для заготовки длиной 267 мм и наибольшим диаметром 105 мм подходит токарно-винторезный станок 16К20Ф3. Этот станок подходит для выполнения черновой и чистовой токарной обработки деталей типа вала.
Техническая характеристика станка модели 16К20Ф3.
Наибольший диаметр обрабатываемой заготовки мм:
Наибольшая длина обрабатываемой заготовки мм 1000
Мощность электродвигателя главного привода кВт .10
длина х широта х высота мм 3360х1710х1750
Дискретность системы управления при задании размеров
Выбор промышленного робота
Как и при выборе станков целесообразность применения того или иного ПР в производственных условиях определяется рядом требований:
Соответствие технологических ПР содержание необходимых манипуляций с объектом.
Соответствие грузоподъемности ПР массе объекта манипуляции с учетом массы захватного устройства.
Соответствие числа степеней подвижности ПР для выполнения требуемых вспомогательных операций.
Соответствие размеров и расположение зоны обслуживания ПР и рабочих зон обслуживаемых станков.
Для обработки заготовки массой 86 кг с учетом массы захватного устройства выбираем ПР с позиционной системой управления модели СМ40Ф2.80.01 обладающий суммарной грузоподъемностью 40 кг.
Компоновка РТК механической обработки показана в графической части. Многостаночный РТК механической обработки детали типа тело вращения выполнен по линейной схеме с роботом портального типа.
Данный комплекс предназначен для комбинированной обработки деталей массой до 40 кг в условиях серийного и среднесерийного производства. ПР в составе комплекса выполняет следующие операции: загрузка станков заготовками выгрузка раскладку деталей на столах накопителях.
Заготовки в магазине-накопителе располагаются в ориентированном виде. Комплекс включает в себя станок 16К20Ф3 и ПР портального типа магазин-накопитель систему ЧПУ ПР. Управление роботом осуществляется устройством модели УПМ-331. Данное устройство предусматривает возможность работы в режиме диалога «станок-робот». Устройство построено по принципу синхронного микропрограммного автомата с конечным числом состояний и жестким циклом управления. Устройство унифицировано по структурно-алгоритмическому и конструкторскому признакам. Операционно-логический блок совместно с микропрограммным автоматом обеспечивает взаимодействие всех блоков устролйства и выполняет функцию центрального управления и логической обработки информации.
Техническая характеристика промышленного робота СМ40Ф2.80.01.
Грузоподъемность кг 40
Число степеней подвижности .4
Подвод основных движений – гидравлический.
Система управления – позиционная.
Погрешность позиционирования мм ±05
Наибольший вылит руки мм 1900
Линейные перемещения мм (скорости мс):
Угловые перемещения град. (скорости градс):
Помимо перечисленного оборудования в состав РТК входят магазин-накопитель заготовок и деталей со специальной тарой оснащенных специальной технологической оснасткой для укладки и ориентации заготовок с возможностью захватывания ПР.
Магазин-накопитель предназначен для накопления и подачи заготовок типа вал. Магазин может встраиваться в состав любых видов роботизированных систем обработки деталей типа тела вращения. Для возможности использования его с другими типами оборудования предусмотрено регулирование по высоте а также замена некоторых видов направляющих.
Магазин-накопитель относится к разряду накопителей с зигзагообразным скатом. Заготовки загружаются в ориентированном состоянии и на позицию загрузки подаются поштучно. Конструктивно магазин-накопитель выполнен в виде рамы зигзагообразного лотка в котором непосредственно накапливаются заготовки. Для поштучной выдачи заготовок механизм отсекателя. Загрузка магазина производится сверху.
Магазин-накопитель должен удовлетворять по ёмкости требуемой производительности то есть ёмкость накопителя должна быть не меньше величины фактической производительности а по возможности должна быть больше.
Расчет магазина накопителя.
Одним из важнейших видов вспомогательного оснащения РТК во многом определяющих компоновку и эффективное использование являются транспортно-накопительные и загрузочные устройства. Они обеспечивают накопление деталей (заготовок) для автономной (автоматической) работы комплекса их поштучную выдачу в зону действия ПР межоперационное транспортирование.
При разработке загрузочных и транспортно-накопительных устройств необходимо обеспечить выполнение следующих требований:
В основу определения ёмкости накопителей РТК заложен принцип непрерывной автономной работы комплекса в автоматическом режиме не менее половины смены то есть четырёх часов:
- сменная производительность деталей (изделий) в смену.
- продолжительность рабочей смены;
- длительность (время) цикла мин;
Окончательно получаем шт.
Принимаем ёмкость магазина накопителя .
Одной из главных характеристик лотка определяющих его работоспособность и габаритные размеры является угол наклона величина которого может быть найдена из условия беспрепятственного качения заготовки по наклонной плоскости:
где - коэффициент трения качения.
Исходя из практических соображений и рекомендаций можно принять значение угла .
Следовательно на одном наклонном участке лотка может разместиться заготовок:
где - наружный диаметр заготовки.
При требуемой ёмкости магазина-накопителя количество зигзагообразных участков составит:
Общая высота зигзагообразных участков составит:
Полная высота магазина накопителя:
Исходя из размеров зоны обслуживания промышленного робота примем расстояние . Следовательно полная высота магазина накопителя составит
Установим длину магазина накопителя .
Расчет производительности РТК.
Для полного представления работа РТК необходимо рассмотреть алгоритм его работы а также построить циклограмму работы РТК .
Последовательность выполняемых команд промышленным роботом и станком приведена в таблице.
Исходное положение: Рука ПР в верхнем положении располагается над рабочей зоной станка захватное устройство разжато.
Останов станка открытие ограждения.
Снятие детали со станка и укладка её в тару.
Поворот руки на линию центров станка.
Разжим кулачков патрона.
Сдвиг руки вправо на 150 мм
Поворот руки с линии центров станка.
Перемещение к позиции разгрузки (тара):
Опускание руки по оси z на 300 мм.
Подъем руки по оси Z на 100 мм.
Взятие заготовки с магазина-накопителя и установка её на станок.
Перемещение ПР х=5500 мм.
Опускание руки по оси z на 600 мм
Подъем руки z=800 мм.
Перемещение к станку:
Поворот руки на линию центров станка
Сдвиг руки влево на 150 мм
Зажим кулачков патрона.
Закрытие ограждения.
Для определения длительности цикла работы комплекса с учетом перекрытия (совмещения) времени выполнения отдельных приемов и действий необходимо построение циклограммы работы РТК.
Циклограмму отроим в масштабе 1с = 1 мм в соответствии с разработанным алгоритмом работы. Циклограмма представлена на рис.
Определяем длительность цикла работы Тц = 281с.
По циклограмме определим время простоев оборудования:
Простой станка Тпр = 42 с.
Простой ПР Тпр = 239 с.
Производительностью РТК называется количество обрабатываемого продукта в единицу времени. Зная период рабочего цикла определяем цикловую производительность РТК. Методика расчета представлена в 5.
Расчет номинальной сменной производительности:
Принимаем Qц= 121 шт.
Рассчитаем фактическую сменную производительность:
где - коэффициенты потерь
- коэффициент учитывающий простои по техническим причинам;
- коэффициент учитывающий потери времени на переналадку оборудования;
- коэффициент потерь по организационным причинам.
Сравним полученный результат с требуемой производительностью для чего предварительно определим такт выпуска по формуле:
где - суммарный объем выпуска по всей номенклатуре деталей закрепленных за РТК N=17600 шт.
Fд- эффективный годовой фонд времени работы оборудования
Fд =3470 ч- для двухсменного работы РТК
Fд =5120 ч- для трехсменного работы РТК
Тогда для двухсменного режима работы РТК
для трехсменного работы РТК
Тогда требуемая производительность
Qсм2=4801182=406Принимаем Qсм2=41 шт.
Qсм3=4801745=275Принимаем Qсм3=28 шт.
Получено повышение производительности:
Для 2-х сменной работы:
Таким образом обработка детали в РТК производительнее чем обычная обработка. Что в свою очередь означает что автоматизация данного технологического процесса целесообразна.
Проектирование захватного устройства.
Захватное устройство ПР – предназначено для захватывания предметов обработки и удержания их в процессе перемещения. Учитывая массу и габаритные размеры деталей выбрано захватное устройство рычажного типа. Захват детали производится по наружным поверхностям.
Вид захвата определяется формой массой и свойствами захватываемого предмета.
В зависимости от принципа действия захваты делят на механические вакуумные и магнитные. По числу рабочих позиций захваты всех типов разделяют на однопозиционные и многопозиционные. Захватные устройства изготавливают несменными и сменными.
К захватным устройствам предъявляются следующие требования:
надежность захватывания и удержания объекта во время разгона и торможения подвижных элементов ПР;
точность базирования заготовки в захвате;
недоступность повреждений предмета обработки;
прочность при малых габаритах и массе.
При частой смене заготовки или при обслуживании одним ПР нескольких станков захватные устройства должны обеспечивать возможность работы с заготовками с размерами формой и массой в широком диапазоне.
Для обслуживания ПР мод. СМ 40Ф2.80.01 выбираем специальный быстросменный однопозиционный схват с поворотными зажимными губками для деталей типа тел вращения небольшого диаметра. Данный схват позволяет изменять положение детали при установки её например из накопителя в патрон станка.
Схваты роботов осуществляют функции: удерживают объект манипулирования во время его транспортирования; базируют положения объекта манипулирования относительно манипулятора. Схваты удерживают объект манипулирования с помощью сил трения возникающих при кинематическом воздействии его элементов на объект манипулирования фиксации объекта манипулирования по имеющимся на нем выступам отверстиям штифтам позам и другим поверхностям которые могут быть использованы в качестве баз а также электромагнитных сил и вакуума.
Хвостовик 1 схвата унифицированного типа крепится в шпинделе 2 кисти руки при помощи байонетного замка и фиксатора который под действием пружины входит паз на фланце 3. Врасточке корпуса 1 установлен поршень 4 который перемещается под действием тяги 5 связанной с головкой 6 механизма привода. К поршню 4 с помощью пальцев крепятся рычаги 7 и 8 шарнирного параллелограмма на длинном плече 9 которого на подшипниках установлен вал 10 с фланцем. К фланцу винтами крепятся сменные губки 11. В верхней части одного из рычагов 9 шарнирно установлен пневмоцилиндр 12 шток которого также шарнирно связан с валом 10. При выдвижении штока пневмоцилиндра вал 10 вместе с губкой 11 поворачивается на угол определяемый ходом поршня. Установленное положение губок фиксируется.
Расчет захватного устройства.
При выборе типа схвата необходимо учитывать множество факторов основными из которых являются свойства объекта манипулирования масса форма и ее изменения в процессе обработки на технологическом оборудовании требования к времени захвата и точности удерживания свойства захватываемой поверхности.
Исходные данные: масса объекта манипулирования 18.1 кг; диаметр заготовки может колебаться до 170 мм; максимальное ускорение схвата 5мс2.
Рис. Схема удержания заготовки
При схеме удержания детали показанной на рис. деталь удерживается с ограниченным действием сил трения. Удерживающие усилия при непосредственном поддерживании детали пальцем определяются как
N = N1= N2 = ( примем a 1 = a 2 = a )
Где G – вес объекта манипулирования G = 181 кг
a - углы контакта детали с пальцем a = 60°
F Т = FТ1 = FТ2 =m N
Где m - коэффициент трения m = 015 – для незакаленных пальцев без насечки (сталь марки 4550 ).
FТ = 015 * 1045= 156 Н
Усилие удержания заготовки F H:
В качестве привода ведущего звена используем пневмоцилиндр такой привод имеет следующие преимущества: простота управления невысокая стоимость надежность отсутствие источников загрязнения пожаро- и взрывобезопасность. Недостатками пневматических приводов является: необходимость специальных устройств подготовки сжатого воздуха невысокая статическая жесткость.
Определим диаметр поршня привода схвата из соотношения
Где Р – усилие привода схвата
Рn - давление энергоносителя для пневмопривода 04 МПа
h С и hn – КПД схвата и привода h С = 094 и hn = 085 095
Диаметр поршня привода принимаем 30 мм.
Поверхностный слой деталей определяющий основные эксплуатационные свойства изделий формируется на стадии их окончательной обработки. Наиболее часто в качестве отделочных используются методы алмазно-абразивной обработки обеспечивающие минимальный уровень шероховатости. Однако эти методы в результате выделения большого количества абразивной пыли являются экологически небезопасными. В настоящей работе произведено сравнение методов алмазно-абразивной обработки с отделочно-упрочняющей обработкой поверхностным пластическим деформированием не оказывающей вредного экологического воздействия на окружающую среду. Критерии сравнения - достигаемые параметры состояния поверхностного слоя в зависимости от условий обработки и производительность. Известна взаимосвязь параметра шероховатости поверхностного слоя деталей с параметрами механической обработки для круглого наружного шлифования:
где Vз - скорость детали ммин; Sпр - продольная подача в долях от ширины круга B Sпр;= (03-08)B; Sрад - радиальная подача ммдвойной ход; N - число выхаживаний; H -твердость круга принимаемая для кругов твердостью СТ2: Н = 5 для кругов твердостью СМ: Н = 1; z - зернистость круга; jст - статическая жесткость станка кНмм.
На рис.1 представлены графики зависимости параметра шероховатости обработанной поверхности Ra при шлифовании от скорости детали Vз и продольной подачи Sпр для следующих параметров механообработки: t = 003мм N = 10 z = 6 H = 2 jст = 12 кНмм В = 63мм.
На основании исследования закономерностей формирования поверхностного слоя при отделочно-упрочняющей обработке накатыванием и алмазным выглаживанием наружных цилиндрических поверхностей установлены основные взаимосвязи параметров состояния поверхностного слоя с параметрами обработки:
где Ra исх – исходная шероховатость d – диаметр ролика v s – скорость и подача s ma da – диаметр алмазного индентора.
На рис.2 представлены графики зависимости параметра шероховатости обработанной поверхности Ra при накатывании и алмазном выглаживании от скорости детали v и подачи s для следующих параметров механообработки: Raисх = 1.0мкм d = 10 мм da = 3мм s max = 900МПа.
Рисунок 2. - Влияние скорости V(ммин) и подачи S (ммоб) на шероховатость
поверхности Ra (мкм) при накатывании - а) и выглаживании - б).
Представленные графики подтверждают преимущества накатывания и алмазного выглаживания по обеспечению шероховатости поверхностей в сравнении со шлифованием. Более высокая производительность этих методов обусловлена отсутствием многопроходности характерной для шлифования. Снижение трудоемкости и исключение из технологического процесса обработки деталей дорогостоящего шлифовального оборудования обеспечивает уменьшение себестоимости отделочно-упрочняющей обработки в сравнении с алмазно-абразивной.
Таким образом использование экологически чистых методов отделочно-упрочняющей обработки поверхностным пластическим деформированием взамен алмазно-абразивных с гарантированным обеспечением требуемого уровня шероховатости поверхности повышением производительности и снижением себестоимости целесообразно технически и выгодно экономически.
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ВОЗМОЖНОСТИ МЕТОДА ОТДЕЛОЧНО-УПРОЧНЯЮЩЕЙ ОБРАБОТКИ
С повышением давлений температур скоростей перемещений рабочих органов машин и механизмов возрастают требования к качеству деталей их составляющих. В общей системе качества особое место занимает качество поверхностного слоя деталей во многом определяющее эксплуатационные свойства в том числе увеличивается потребность в повышенной маслоемкости поверхности изделий работающих в условиях трения-скольжения.
Под поверхностным слоем верхней границей которого является поверхность понимается толщина материала заготовки в котором происходят изменения физико-механических свойств материала при поверхностном пластическом деформировании (ППД). Качество поверхности в наших исследованиях оценивалось по величине среднего арифметического отклонения профиля Ra (мкм) a поверхностного слоя по изменению микротвердости Н (МПа) и глубине упрочнения h (мм).
Эффективным методом повышения качества поверхностного слоя путем создания оптимального микрорельефа поверхности является ударно-силовое выглаживание. Предлагаемый метод объединяет в себе достоинства силового выглаживания (выглаживание с величиной продольной подачи более 01 ммоб ) по получению низкой высоты микронеровностей поверхности и чеканки – обеспечение значительной глубины упрочнения обрабатываемого материала.
Суть метода ударно-силового выглаживания заключается в том что поверхность обрабатываемой детали подвергается воздействию статического усилия выглаживания и ударных импульсов. Обрабатываемая деталь зажимается в центрах. Внутри жесткого корпуса расположена оправка с закрепленной на конце профилированной пластиной. Оправка поджимается к заготовке с заданным усилием выглаживания создаваемого пружиной. ОТ пневмомолотка через оправку передаются ударные импульсы на выглаживающую пластинку. В результате на выглаженной поверхности остается определенный микрорельеф регулярного характера. Частота расположения лунок и энергия удара зависят от скорости выглаживания и типа источника удара. Инструмент закрепляется в резцедержателе токарного станка.
При экспериментальном исследовании технологических возможностей ударно-силового выглаживания в качестве образцов выбирались заготовки цилиндрической формы. Обработка осуществлялась на токарном станке типа 16К20. Материал заготовок – сталь 4540Х с твердостью в пределах НВ 201-280. Исходная шероховатость образцов (после точения) Ra 332 – 25 мкм. Материал индентора – твердый сплав ВК 8.
Геометрия выглаживающей части деформирующего индентора режимы обработки назначались по разработанной нами методике на основе найденных законов распределения контактных давлений и напряжений при статико-динамическом ППД. Усилие силового выглаживания и энергия удара рассчитывались в соответствии с необходимым эквивалентным напряжением и контактным давлением определяемым в свою очередь по свойствам материала заготовки.
При ударно-силовом выглаживании величины продольных подач скорости деформирования варьировались в широких пределах. В результате на гладкой выглаженной поверхности обработки ( следствие воздействия статически приложенного усилия в пределах 200 –600 Н) образовались углубления (лунки) эллиптической формы расположенных по траектории движения выглаживателя относительно заготовки. Качество поверхности в пространстве между лунками соответствует качеству после силового выглаживания: высота микронеровностей поверхности Ra 03 –015 мкм ( в зависимости от усилия выглаживания); относительная опорная длина профиля t50 93
В зависимости от соотношения скорости вращения заготовки частоты наносимых ударов и величины продольной подачи были получены лунки соприкасающиеся и несоприкасающиеся а также перекрывающие друг друга. Глубина перекрывающихся лунок составила 0016 мм ширина 15 мм а у несоприкасающихся – соответственно 0027 мм 175 мм (при энергии удара 5 Дж). Заметных наплывов по краям несоприкасающихся лунок в плоскости сечения YOZ не обнаружено. Очевидно вытесненный при ударе по краям лунки материал сглаживается инструментом при выглаживании с заданным усилием. В этой особенности проявляется достоинство ударно-силового выглаживания по сравнению с чеканкой. Поверхность с несоприкасающимися лунками после ударно-силового выглаживания позволяет обеспечить необходимую плотность сопряжения в процессе эксплуатации благодаря большой опорной площади поверхности а имеющиеся лунки выполняя роль карманов для удержания смазки уменьшают трение и износ сопрягающихся поверхностей.
Исследования изменения размера и формы заготовки в поперечном сечении после ударно-силового выглаживания позволили установить что диаметральный размер увеличился в среднем на 002 мм из-за вытеснения материала заготовки при ударе. При определенном расчетном соотношении между усилием выглаживания и энергией ударных импульсов уменьшение диаметрального размера заготоки наблюдаемое при силовом выглаживании перекрывается вытесняемым из лунок материалом при ударе.
Круглость образцов после ударно-силового выглаживания не измерялась из-за низких технических возможностей кругломеровпоскольку глубина лунок - 001 003 мм а ожидаемая неточность формы - 0001 0002 мм.
Исследования микротвердости поверхностного слоя заготовки обработанной ударно-силовым выглаживанием проводились по оригинальной методике. Это было вызвано тем что после ударно-силового выглаживания как указывалось выше получается специфическая поверхность с сеткой лунок. По дну лунок располагается зона наибольшего упрочнения. Лункив зависимости от заданных режимов обработки могут располагаться на некотором расстоянии друг от друга. Следовательно зоны максимального упрочнения носят локальный характер. Поэтому использование общепринятой методики определения микротвердости поверхности с изготовлением “косых шлифов” представлялось невозможным.
Анализ результатов исследования микротвердости поверхности показал что в пространстве между лунками (силовое выглаживание) поверхность по сравнению с исходной упрочнилась на 40% на глубину до 016 мм. Под пятнами упрочнения микротвердость поверхности повысилась на 733 % по сравнению с исходной и на глубину до 0553 мм. Средняя относительная погрешность измерений при исследовании микротвердости поверхностного слоя после силового и ударно-силового выглаживания составила соответственно 4% и 10%.
Таким образом метод ударно-силового выглаживания объединяет в себе достоинства силового выглаживания по получению низкой шероховатости и чеканки с возможностью упрочнить поверхность обработки на значительную глубину создать регулярный микрорельеф и тем самым увеличить маслоемкость поверхности детали.
Алмазное выглаживание
Выглаживание является одним из методов отделочно-упрочняющей обработки поверхности пластическим деформированием и заключается в пластическом деформировании обрабатываемой поверхности скользящим по ней инструментом – выглаживателем закрепленным в оправке алмазным кристаллом который обладает следующими свойствами:
низкий коэффициент трения;
высокая степень чистоты;
высокой теплопроводностью.
Выглаживание производится: для уменьшения шероховатости поверхности (отделка) упрочнения поверхностного слоя повышения точности размеров и форм деталей (калибрование).
Рис.7.1 Схема деформации поверхности при выглаживании.
На рис.7.1 показана деформация поверхностного слоя при движении выглаживателя в направлен скорости. Прижатый к обрабатываемой поверхности с силой Ру инструмент внедряется в нее на глубину Rд и при своем движении сглаживает исходные неровности. Высота шероховатости в направлении скорости (продольная шероховатость) обычно значительно меньше чем высота поперечной шероховатости (в направлении подачи). После прохода инструмента происходит частичное упругое восстановление поверхности на величину . Контакт инструмента с обрабатываемой поверхностью в сечении происходит по дуге авс. Вследствие того что впереди выглаживателя образуется валик пластически деформированного металла Rв передняя поверхность выглаживателя нагружается гораздо больше (контакт по дуге вс) чес задняя поверхность (контакт по дуге ав). По этой причин а также вследствие адгезионного взаимодействия между деталью и инструментом в процессе выглаживания возникает тангенциальная составляющая силы Рz.
Рассмотрим теперь деформацию поверхностного слоя в направлении подачи (рис.7.2).
При продольном перемещении выглаживатель раздвигает металл деформируемых поверхностных неровностей в стороны. При этом со стороны исходной поверхности образует валик деформированного металла hВ а со стороны выглаженной поверхности происходит искажение профиля канавок образовавшихся при предыдущих оборотах детали в результате пластического течения металла выдавливаемого из-под выглаживателя в сторону выглаженной поверхности. В наибольшей степени искажается профиль канавки образованной на предыдущем обороте.
После каждого оборота обрабатываемой детали канавка- след выглаживателя перемещается в осевом направлении на величину подачи S. При этом происходит многократное перекрытие ее при последующих обработках обрабатываемой детали т.к. ширина канавки больше величины подачи. Контакт выглаживателя с обрабатываемой поверхностью происходит по дуге def. Вследствие того что со стороны невыглаженной поверхности образуется валик деформированного металла hВ правая полуповерхность (в направлении подачи) нагружена гораздо больше (контакт по дуге ef) чем левое полуповерхность (контакт по дуге de). Поэтому в процессе выглаживания возникает осевая сила РХ.
I-V- последовательные положения выглаживания после каждого оборота детали;
- профиль следа положения выглаживателя;
- фактический профиль выглаженной поверхности;
- упругое восстановление поверхности;
- пластическое искажение профиля.
Рис.7.2 Схема деформации поверхности при выглаживании.
В результате пластического деформирования обрабатываемой поверхности происходит сглаживание исходных неровностей и образование нового микрорельефа поверхности со значительно меньшей высотой неровностей RZB. Размер детали уменьшается на величину остаточной деформации (ПВ. На величину и форму образующихся неровностей влияет также неоднородность шероховатости поверхности и твердости обрабатываемой поверхности колебания силы выглаживания вызванные биением детали и др.. это вызывает отклонение реального микрорельефа от полученного.
Образующийся в результате алмазного выглаживания микрорельеф поверхности обуславливается следующими факторами:
кинематикой процесса (направлением взаимного перемещения инструмента и обрабатываемой детали);
величиной исходной шероховатости;
формой и размером рабочей части алмаза;
величиной внедрения алмаза в обрабатываемую поверхность;
пластическим течением материала обуславливающим появление вторичной шероховатости;
шероховатостью рабочей части алмаза;
величиной упругого восстановления поверхности после выглаживания;
вибрациями системы СПИД.
Формирование поверхностного слоя при алмазном выглаживании происходит вследствие пластического деформирования обрабатываемой поверхности. Под действием радиальной силы действующей на поверхность контакта алмаза с деталью возникают контактные давления. Если их величина превышает предел текучести возникает пластическая деформация тонких поверхностных слоев. При пластической деформации поверхностный слой специфическое волокнистое строение (текстуру) исходная кристаллическая решетка искажается.
Эффективность алмазного выглаживания различных материал в значительной мере определяется их исходной структурой.
Исследованиями установлено что при выглаживании наиболее интенсивно возникает деформация в феррите менее интенсивно- в перлите и мартенсите.
Высокая эффективность упрочнения объясняется более высокой плотностью дефектов образующихся в поверхностном слое за счет концентрации дислокаций. При этом создается тонкое структурное состояние металла которое обеспечивало бы максимальную задержку дислокаций и минимальный их выход на поверхность. При алмазном выглаживании плотность дислокаций в поверхностном слое близка к предельному значению. С увеличением расстояния от поверхности плотность дислокаций уменьшается.
Особенность процесса алмазного выглаживания: если при других видах упрочнения полностью или частично удаляется слой металла деформированный на предыдущей операции то при алмазном выглаживании этот слой не удаляется а претерпевает дополнительную упругопластическую деформацию.
Оптимальное усилие PУ= 300-200Н. при РУ(300Н.возрастает глубина упрочненного слоя увеличивается микротвердость в нижних слоях однако уменьшается микротвердость в верхнем тонком поверхностном слое за счет уменьшения пластичности.
Силы возникающие при алмазном выглаживании
При выглаживании сила Р раскладывается на составляющие: нормальную РУ тангенциальную РZ и силу подачи РХ.
Величина сил выглаживания зависит от радиуса формы рабочей части выглаживателя пластичности и шероховатости обрабатываемой поверхности от глубины внедрения выглаживателя подачи и др.
где: СХ; СУ; СZ- коэффициенты учитывающие конкретные условия обработки;
R- радиус рабочей части выглаживателя;
h- глубина внедрения выглаживателя;
- предел текучести обрабатываемого материала.
Исследованиями установлено что основной силой создающей необходимое давление в зоне контакта инструмента с деталью является нормальная составляющая РУ. Составляющие РХ и РZ в 10-20 раз меньше РУ. Поэтому в качестве силы выглаживания принимают РУ. Для расчетов берут:
Так как величина неудобна для расчетов то удобнее выражать сопротивление деформации поверхностного слоя металла через величину его твердости HV.
Заменим R приведенным радиусом
Д- диаметр обрабатываемой детали.
Производственный расчет и разработка планировки.
В непоточном производстве детали изготовляют партиями на каждой операции партии деталей не закреплены за одним и тем же оборудованием оборудование расположено без жёсткой связи с последовательностью движения деталей в процессе обработки. Методики расчёта и планировочные решения при проектировании поточной и непоточной линий существенно отличаются.
Цель работы: получение практических навыков по выполнению расчётов разработке анализу обоснований и выбору планировочных решений линии механической обработки деталей в условиях непоточного производства (на базе норм технологического проектирования); выполнение комплекса расчётов разработка нескольких вариантов планировки линии выбор наилучшего решения для заданных условий.
Все решения принимаемые в работе должны быть подтверждены расчётами или ссылками на соответствующую литературу.
Проектирование линии механической обработки для условий непоточного производства включает следующие этапы: анализ исходных данных; выбор методов расчётов отдельных параметров с учётом исходных данных и цели проектирования; выполнение расчётов; разработка планировочных решений
расчёт технико-экономических показателей (ТЭП). Проектирование линии имеет свои особенности в зависимости от состава исходных данных и поставленной задачи.
Для выполнения работы задача ограничена и сформулирована следующим образом: спроектировать линию механической обработки деталей в условиях непоточного производства; это значит - определить состав линии предварительно оценить уровень загрузки станков рассчитать количество степень загрузки и использования станков спроектировать транспортную и складскую системы выбрать систему уборки и транспортировки стружки разработать несколько вариантов планировки сравнить их по комплексу ТЭП выбрать наилучший вариант рассчитать численность производственных рабочих сделать выводы оформить работу.
Исходные данные для проектирования
Таблица 1. Тш-к механической обработки вилок мин.
Итого: 432 356 41 36 364
Годовой объём выпуска деталей N тыс. шт.:
Деталь 1 – 3.000 деталь 2 – 3.500 деталь 3 – 3300 деталь 4 – 4.000
Масса изготовляемых деталей m кг.:
Деталь 1 - 81 кг. деталь 2 - 45 кг. деталь 3 - 69 кг. деталь 4 - 54 кг деталь 4 - 54 кг.
Материал детали 1: Сталь 45 ГОСТ 4543-71
Материал детали 2: Сталь 45 ГОСТ 1050-74
Материал детали 3: Сталь 45 ГОСТ 4543-71
Материал детали 4: Сталь 40 ГОСТ 1050-88
Материал детали 5: Сталь 40Х ГОСТ 4543-71.
Количество станков в линии степень их загрузки и использования
Расчётное значение количества станков для обработки всех деталей на станках данного типоразмера:
где - суммарная станкоёмкостъ обработки годового количества деталей на станках данного типоразмера станко-ч;
- эффективный годовой фонд времени работа оборудования ч.
зависит от режима работы и характеристики оборудования [5 с. 34]. Полученное значение округляет до ближайшего большего целого получают расчётное количество станков необходимое для выполнения обработки всех деталей на станках данного типоразмера. Затем рассчитывают коэффициенты загрузки станков сравнивают их с допустимыми значениями выбирают коэффициенты использования станков [ 5 с. 65] и определяет принятое количество станков значение и для всех станков линии. После выполнения расчётов для всех типоразмеров станков определяют среднее значение для всех станков линии строят график загрузки и использования станков [1 с. 115].
В работе необходимо привести подробные расчёты количества станков для всех типоразмеров анализ полученных значений сравнить с рекомендуемыми величинами результаты оформить в виде таблицы.
- штучно-калькуляционное время выполнения J-й операции изготовления I-детали станко-мин;
- годовая программа выпуска I-х деталей;
- число разных деталей обрабатываемых на станках данного типоразмера;
- число операций обработки I-й детали на станках данного типоразмера.
Станкоёмкость обработки на отдельных станках мин
Пример расчёта для операции 035 (протяжной горизонтальный полуавтомат 7540):
Зная коэффициент загрузки оборудования выбираем коэффициент использования оборудования – для коэффициент (рекомендации [5 с. 65]);
- принятое число станков на данной операции;
Транспортная система.
В условиях непоточного производства значительно по сравнению с поточным производством возрастает количество транспортных операций. Для своевременного обеспечения всех запросов технологического оборудования линии накопителей складов в необходимых заготовках полуфабрикатах и др.
предусматривают транспортную систему (ТС) [5 с. 170].
Проектируемая ТС должна отвечать следующим требованиям:
- доставка со склада в требуемый момент времени к требуемому производственному участку грузов;
- доставка полуфабрикатов или готовых изделий с производственных участков на склад;
- отправка в накопитель грузов и выдача их из накопителя в требуемый момент времени;
- доставка ориентирование и установка заготовок полуфабрикатов или изделий в требуемый момент времени на требуемое технологическое оборудование;
- съём полуфабрикатов или готовых изделий с оборудования и последующее их транспортирование в заданный адрес.
Складская система (СС) предназначена для обеспечения нормального хода производства и осуществления операций получения хранения и выдачи в производство исходных материалов заготовок полуфабрикатов готовых деталей и др. [5 с. 140]. СС в современном особенно непоточном производстве имеет большое значение поскольку исполняет роль регулятора производственного процесса.
В работе необходимо уточнить назначение и функции СС обслуживающей проектируемую линию с учетом обработки конкретных деталей определить и обосновать состав СС выявить и учесть взаимосвязи с другими подразделениями.
Склады в современном производстве выполняют важную роль регулятора производственного процесса. Любой процесс производства начинается и заканчивается на складах.
Сбор и удаление стружки
Принятие решений по выбору системы и средств уборки стружки с линии обработки основано на расчете количества стружки образующейся на определенной площади в единицу времени. Подробные рекомендации приведены [5 с. 228 230]. В работе необходимо выполнить соответствующие расчеты обосновать выбор системы и средств уборки стружки проработать планировочные решения.
При выборе способов удаления и переработки стружки определяют ее количество как разность массы заготовок и деталей. При укрупненных расчетах массу стружки можно принимать равной 10-15 % массы готовых деталей.
Для облегчения транспортирования длина стружки должна быть не более 200 мм а диаметр спирального витка - не более 25-30 мм.
Техническое решение по организации сбора и транспортирования стружки зависит от годового количества стружки образованного на 1 м2 цеха (корпуса). Критерием оценки выбранного варианта являются минимальные приведенные затраты на годовой выпуск. Определим массу стружки:
При количестве стружки до 03 т в год приходящейся на 1 м2 площади цеха целесообразно собирать стружку в специальные емкости и доставлять к месту сбора или переработки напольным транспортом.
В процессе переработки витая стружка подвергается дроблению. Затем стружку всех видов с остатками масел и СОЖ подвергают обезжириванию. Для этого на центрифугах отделяют СОЖ а затем промывают стружку горячей водой или щелочными растворами в специальных моечных машинах или подвергают обжигу где органические примеси испаряются и выгорают.
Лучшим способом переработки стружки для вторичного переплава является брикетирование. Для этого используют специальные горизонтальные брикет-прессы на которых стружку прессуют в брикеты цилиндрической формы диаметром 140-180 мм высотой 40-100 мм и массой 5-8 кг. Переработка с брикетированием в отделении цеха или корпуса экономически целесообразна при интенсивности образования стальной стружки 27 тч; чугунной - 15 тч и алюминиевой - 05 тч. Если интенсивность образования стружки в цехе меньше указанных значений то создают централизованное отделение по переработке стружки для нескольких цехов завода.
При размещении оборудования необходимо обеспечить установленные нормами расстояния между оборудованием при различных вариантах их размещения а также ширину проездов. Они зависят от габаритных размеров оборудования и устанавливают расстояния от крайних положений движущихся частей станка до открывающихся дверей станков установленных отдельно стоек и шкафов систем управления колонн и стен здания. При размещении рядом двух станков различных габаритных размеров расстояния следует выбирать по наибольшему из них. Ширину магистральных проездов по которым осуществляются межцеховые перевозки принимают равной 4500-5500 мм. Ширина цеховых проездов зависит от вида напольного транспорта и габаритных размеров перемещаемых грузов. Стружкоуборочные каналы располагаемые вдоль проезда должны находится за его пределами. Ширину пешеходных проходов принимают равной 1400 мм.
Численность производственных рабочих
В непоточном производстве число рабочих Рс обслуживающих участок механической обработки определим по формуле:
Кз – коэффициент загрузки станка;
Фр – эффективный годовой фонд времени работы рабочего чел-ч;
Км – коэффициент многостаночного обслуживания;
Ки- коэффициент использования станка;
Фо –эффективный годовой фонд времени работы оборудования ч;
Станок 16к20Ф3: чел;
Таким образом общее число рабочих – станочников при многостаночном обслуживании равно 7.
Расчет характеристик склада.
Определение количества наименований деталеустановок изготовляемых на участке в течение месяца которое соответствует минимуму ячеек склада.
где F - месячный фонд времени работы станка ч;
где Fоб = 3890 ч. - эффективный годовой фонд времени при двухсменном режиме работы;
hз=08-нормативный коэффициент загрузки оборудования.
Месячный объем выпуска деталей-представителей
S = 10 - число станков;
Тср - средняя станкоемкость изготовления одной деталеустановки мин.
m - число операций технологического процесса изготовления детали-представителя;
Определение оптимальной емкости склада проводим о формуле:
где Ет- емкость тары шт.
Поскольку детали в АТСС будут передаваться не поштучно а в таре (поддонах кассетах и т. п.) то выберем размер тары 400х400х400мм. С учетом формы габаритных размеров (290х173) и характера положения заготовок подсчитаем количество их в таре (емкость тары):
Е- размер производственной партии принимается кратным величине Ет; принимаем Е=35 шт.
Принимаем Ес=484 ячейки.
Общий вес заготовок в таре:
Выбираем склад с краном-штабелером СА-ТСС–016 с размером ячейки 400х400х400мм и грузоподъемностью 100кг.
Располагая склад перпендикулярно линии станков и принимая его однорядным рассчитаем число ярусов и высоту склада. Если принять длину склада равной ширине участкаи то на длине 13м разместится:
Тогда высота склада составит:
Полная высота склада:
ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА.
1 Планировка оборудования и рабочих мест на проектированном участке.
Планировка цеха - это план расположения производственного подъемно-транспортного и другого оборудования инженерных сетей рабочих мест проездов проходов.
Технологическая планировка участка разрабатывается при проектировании или реконструкции участков. Планировка решает вопросы: технологических процессов организации производства технике безопасности выбора транспортных средств научной организации труда и производственной этики.
Проектируемая планировка участка механического цеха по изготовлению детали типа вилки определяется технологическим процессом и заданным серийным типом производства.
В корпусе где располагается проектируемый участок шаг колонн стандартный 24* 12м. Пролетом называется часть здания ограниченная в продольном направлении двумя параллельными рядами колонн. На участке выбираем ширину пролета 24 м и шаг колонн по 12 м.
Металлорежущие станки на проектируемом участке располагаются по типу оборудования. При разработке плана расположение станков следует координировать их положение относительно колонн проездов проходов вспомогательных помещений с использованием нормативов.
Координатное положение каждого станка создает значительное удобство при монтаже нового участка когда оборудование поступает в разные сроки и каждый станок устанавливается на своем месте не зависимо от прибытия других соседних. Рабочие места станочников спланированы таким образом чтобы обеспечить безопасность работающих а также быстрой эвакуации их в экстремальных случаях и обеспечение ремонтных работ.
К оборудованию на участке подводится СОЖ сжатый воздух электроэнергия.
В начале участка предусматривается - место хранения заготовок; в удобном месте для подъезда транспортных средств - место хранения готовых деталей; на участке предусмотрены:
- место контролера и контрольный стол;
- место под слесарные верстаки;
- стеллажи для деталей на промежуточных операциях;
Для пожарной безопасности предусмотрены:
на участке имеется кран с питьевой водой и место отдыха рабочих; имеется место для сбора стружки.
2 Организация транспортирования изделий на участке и уборке стружки.
В процессе производства в цехах предприятия регулярно перемещается большое количество сырья материала топлива полуфабрикатов инструментов и готовой продукции.
Доставка этих грузов предприятия перемещения их внутри предприятия является функциями промышленного транспорта который делится на межцеховой и внутрицеховой. Выбор транспортных средств должен соответствовать объему и характеру грузопотока и учитывать расстояния перевозок габариты и свойства перевозимых грузов. Доставка заготовок на данный проектируемый участок осуществляется с помощью электрокары.
При размещении станков в линии необходимо предусмотреть кратчайшие пути движения каждой детали в процессе обработки.
Зигзагообразное движение деталей в пределах данного пролета из одного ряда станков в другой вполне допустимо т. к. кран или тележка двигаясь в одном направлении имеет возможность доставлять детали к станкам одного и другого ряда без всяких затруднений.
Размеры главных проездов на участке и проходов между рядами станков предназначены для транспортных средств движения людей и определяются в соответствии с габаритами применяемых транспортных средств санитарно-гигиеническими нормами и нормами техники безопасности. Второстепенные проходы между станками служат для прохода людей к станкам.
На участке предусмотрены контейнеры для сбора стружки.
Уборка стружки со станка ведется в течение смены линейными конвейерами и уводится в общие контейнера участка. Стружка после уборки оборудования в конце смены также увозятся контейнера с участка. По мере заполнения контейнеров участка стружкой их убирают карами с подъемными устройствами и заменяют на
пустые. Стружка централизовано утилизируется на единый общезаводской склад.
3. Организация рабочего места станочника.
При проектировании производственных процессов и разработке плана расположения оборудования и рабочих мест на участке необходимо иметь ввиду основные положения научной организации труда и технической этики выполнение которых способствует созданию наиболее благоприятных условий для работающих и повышению производительности труда.
Внешней планировкой рабочего места является размещение основного оборудования оснастки подъемно-транспортных средств приспособлений заготовок и готовых деталей.
Под рабочим местом понимается организационная зона производственной площади предназначенной для выполнения определенных работ и оснащенная необходимыми материально-техническими средствами труда оборудованием.
При любой форме организации работы для наилучшего использования оборудования и достижения наибольшей производительности труда необходимо кроме всех технических возможностей станка инструмента и приспособления предусмотреть рациональную организацию рабочего места обеспечивающего непрерывность работы станка. Для этого нужно устранить потери времени и задержки вызываемыми лишними движениями и хождением несвоевременной подачи материала неудобным расположением заготовок инструмента на рабочем месте.
Рациональная организация рабочего места предусматривает необходимую предварительную подготовку работы и рабочего места своевременное и четкое обслуживание его в процессе работы и наиболее совершенную планировку.
В механических цехах серийного производства на рабочем месте токаря хранится много различного инструмента и приспособлений. Для хранения используют инструментальную тумбочку с планшетом и приемным столиком на верхней полке которого устанавливают тару с заготовками а на нижней хранятся приспособления и необходимый инструмент. Имеется деревянная решетка под ноги рабочего. В тумбочке имеется два отделения соответственно для хранения инструмента рабочего работающего в первую и вторую смену.
4. Организация инструментального хозяйства.
Задачами инструментальной службы цеха являются: полное и своевременное обеспечение рабочих мест цеха нужным и качественным инструментом; устранение простоев рабочих из-за несвоевременного обеспечения инструментом; освобождение основных рабочих от работ по заточке и ремонту инструмента; своевременный ремонт и организация работ по восстановлению отработанного инструмента.
В крупных цехах инструментальным хозяйством руководит заведующий инструментальным бюро. В состав бюро входят: плановая группа инструментально-раздаточная кладовая (ИРК) мастерские по ремонту и заточке инструмента. В небольших цехах руководство работой по обеспечению инструментом осуществляет техник по инструменту который входит в состав тех. бюро.
Основная часть работы по организации инструментального хозяйства цеха сосредотачивается в ИРК которая подчиняется заведующему инструментальным бюро или технику по инструменту. ИРК предназначено для хранения запасов инструмента выдачи инструмента на рабочие места проверки и сортировки его после работы учета наличия пополнения запасов передача инструмента на перезаточку и ремонт списание отработанного инструмента.
Штат кладовой должен состоять из заведующего раздатчиков инструмента и учетчика.
Инструмент может выдаваться рабочим во временное и постоянное пользование. Инструмент выдаваемый в постоянное пользование записывается в инструментальную книжку каждого рабочего которая хранится в кладовой. Дальнейшая выдача того же инструмента из ИРК производится обмен на ранее полученный инструмент без документов. В случае замены сломанного инструмента должен быть предъявлен акт на поломку где указываются причины поломки и виновники. Инструмент требующий переточки выдается во временное пользование.
Лучшим способом выдачи инструмента является его доставка непосредственно на рабочее место. Это освобождает рабочих от потерь времени при получении инструмента и способствует увеличению выработки. Кладовая должна располагать подвижным раздаточным стеллажом для доставки инструмента на рабочие места.
Для учета наличия инструмента в ИРК используются учетные карточки которые открываются на каждый вид и размер инструмента.
Весь инструмент который возвращается в ИРК от рабочих подвергается контролю. В цехах серийного производства не сложный ремонт инструмента производится самим цехом. Для этого при ИРК создается ремонтно-инструментальная группа которая и осуществляет ремонт неисправного инструмента. Для более сложного ремонта инструмент передается в инструментальный цех.
5. Организация технического контроля.
Контроль качества продукции во всех производственных звеньях предприятия осуществляет отдел технического контроля (ОТК). Его начальник подчиняется непосредственно директору предприятия. Он имеет право прекратить приемку и отгрузку готовой продукции если последнее не соответствует действующим стандартам и технической документации.
В настоящее время целью повышения качества выпускаемой продукции на машиностроительных предприятиях применяют различные мероприятия технологического и организационного характера.
Внедрение сертификационной системы качества ИСО 9004-2001 которая дает возможность выхода продукции на международный рынок.
Основными задачами ОТК является предотвращение выпуска не качественной продукции на всех стадиях изготовления контроль соблюдения технологической дисциплины в цехах оформление документов о приемке готовой продукции и документов на утилизацию изделий и проведение анализа брака.
Непосредственно в цехах контроль качества продукции осуществляют контрольные мастера и контролеры подчиненные ОТК. Качество труда производственных рабочих характеризуется процентом продукции заданной ОТК с первого предъявления.
ОТК занимается технической приемкой материалов полуфабрикатов и готовых изделий поступающих от предприятий-поставщиков. ОТК подчинены центрально-измерительной лаборатории (ЦИЛ) и контрольно-измерительным пунктам обслуживающие цеха завода. ЦИЛ осуществляет разработку и внедрение проверочных схем следят за эксплуатацией и состоянием измерительных средств и проверяет их в плановом порядке.
В разработанном технологическом процессе контроль заготовок предусмотрен после каждой операции исполнителем 100% контролером ОТК 10% окончательный контроль детали и ее технических требований от 50% до 100%. На проектируемом участке предусмотрено место контролера контрольный стол контрольная плита для проверки размеров детали взаимного расположения поверхностей качество поверхностей и шероховатости.
6. Мероприятия по охране труда технике безопасности и противопожарной защите производственной эстетике на участке.
Для соблюдения требований по охране труда техники безопасности и пожарной безопасности на проектируемом участке разработаны следующие организационные мероприятия:
Обеспечение всех видов металлообрабатывающих станков оградительными устройствами.
Работа с эмульсиями и другими моющими средствами производится в резиновых перчатках или с применением специальных паст.
Для лучшего освещения лампы накаливания заменить газоразрядными люминесцентными лампами.
Для защиты рабочих от поражения электрическим током оборудование должно быть заземлено. Предусмотрены СИЗ решетки резиновые коврики.
Каждый рабочий при поступлении на работу проходит инструктаж по технике безопасности инструктаж проводится параллельно с обучением рабочих безопасным приемам труда и освоением оборудования на данном участке. После прохождения рабочим вводного инструктажа он расписывается в журнале. Мастер (инструктор по технике безопасности) следит за соблюдением техники безопасности на рабочем месте. Регулярно (один раз в три месяца) мастер проводит повторный инструктаж в объеме первичного.
Рабочим выдается специальная одежда с учетом условий труда.
Для обеспечения противопожарной защиты на участке установлен противопожарный кран противопожарный щит (топор багор лопата огнетушитель) и ящик с песком. Средства тушения должны находиться в исправном состоянии. Разработан и доведен до каждого работающего план эвакуации на случай пожара.
При размещении на участке оборудования должны быть учтены минимальные расстояния между станками (13 метра) стеллажами и элементами зданий (09 метра) что исключает загромождение проходов и проездов.
На участке должны быть установлены необходимые грузоподъемные механизмы.
На участке имеются информационные и предупреждающие знаки таблицы и указатели.
Производственно техническая эстетика – это отрасль науки о прекрасном в сфере производства. Техническая эстетика изучает социальные культурные технические и эстетические проблемы формирования предметной сферы создаваемой средствами промышленного производства для обеспечения наилучших условий труда быта и отдыха. Ее внедрение способствует повышению эффективности производства вопросы производственно технической эстетики решаются по следующим направлениям:
Цветовое оформление. Влияние цветового оформления на работающих проявляется как фактор психологического комфорта цвет должен оказывать положительное эмоциональное воздействие на человека.
Озеленение территории цехов и отделов. Оно создает благоприятный микроклимат снижает производственный шум положительно влияет на эмоциональное состояние создавая ощущение уюта.
Одежда. Рабочая одежда должна отвечать следующим требованиям: быть удобной в работе практичной соответствовать эстетическим требованиям по цветовому исполнению модели направлению моды. Одежда не должна быть пестрой. Строгий опрятный костюм дисциплинирует людей заставляет содержать рабочее место в порядке. Одежда должна соответствовать требованиям техники безопасности быть удобной не стесняющей свободу движений без болтающихся завязок хлястиков развивающихся пол. Одежда изготовляется из соответствующих тканей с учетом специфики работы.
Безопасность и экологичность проекта.
Оборудование на проектируемом участке регулярно проходит технический осмотр в ходе которого определяется его безопасность и соответствие требованиям норм экологической безопасности. Оборудование применяемое на участке снабжено специальными защитными и оградительными устройствами уменьшающими риск травмирования рабочего. Выполняемые на участке ТП при соблюдении правил техники безопасности являются достаточно безопасными. Опасным для здоровья человека являются шум пыль вибрации. Все они не должны превышать предельных норм. И для этого на участке созданы специальные предохранительные устройства. Средствами защиты рабочих при выполнении ТП являются спецодежда для защиты от попадания СОЖ и специальные очки для защиты глаз от попаданий мелких частей стружки.
Одним из наиболее опасных процессов на проектируемом участке является механическая обработка материалов резанием. В связи с этим рассмотрим более подробно вопрос безопасности труда при механической обработке материалов резанием.
1. Безопасность труда на проектируемом участке.
1.1. Опасные и вредные производственные факторы.
При механической обработке металлов пластмасс и других материалов на металлорежущих станках (токарных фрезерных сверлильных шлифовальных заточных и др.) возникает ряд физических химических психофизиологических и биологически опасных и вредных производственных факторов.
Движущие части производственного оборудования передвигающиеся изделия и заготовки стружка обрабатываемых материалов осколки инструментов высокая температура поверхности обрабатываемых деталей и инструмента повышенное напряжение в электроцепи или статического электричества при котором может произойти замыкание через тело человека - относятся к категории физически опасных факторов.
Так при обработке хрупких материалов (чугуна латуни бронзы графита карболита текстолита и др.) на высоких скоростях резания стружка от станка разлетается на значительное расстояние (3 – 5м).
Металлическая стружка особенно при точении вязких металлов (сталей) имеющая высокую температуру (400-6000С) 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. Физически вредными производственными факторами характерными для процесса резания являются повышенная запыленность и загазованность воздуха рабочей зоны высокий уровень шума и вибрации недостаточная освещенность рабочей зоны наличие прямой и отраженной блескости повышенная пульсация светового потока.
При отсутствии средств защиты запыленность воздушной среды в зоне дыхания станочников при точении фрезеровании и сверлении хрупких материалов может превышать предельно допустимые концентрации. Некоторые сплавы (латунь ЛЦ40С и бронза Бр. ОЦС 6-6-3) содержат свинец поэтому токсичность пыли образующейся при их точении следует оценивать с учетом количества в сплаве свинца ПДК (свинец=001 мгм3 алюминий=2 мгм3) приняв его предельно допустимую концентрацию. В процессе механической обработки полимерных материалов происходят механические и физико-химические изменения их структуры (термоокислительная деструкция). При работе тупым режущим инструментом происходит интенсивное нагревание вследствие чего пыль и стружка превращаются в парообразное и газовое состояние а иногда возникает воспламенение материала например при обработке текстолита. Таким образом при обработке пластмасс в воздух рабочей зоны поступает сложная смесь паров газов и аэрозолей являющихся химически вредными производственными факторами.
Продукты термоокислительной деструкции (предельные и непредельные углеводороды а также ароматические углеводороды) могут вызывать наркотическое действие изменения со стороны центральной нервной системы сосудистой системы кроветворных органов внутренних органов а также кожно-трофические нарушения. Аэрозоль нефтяных масел входящих в состав смазывающе-охлаждающей жидкости (СОЖ) может вызывать раздражение слизистых оболочек верхних дыхательных путей способствовать снижению иммунобиологической реактивности.
К вредным психофизиологическим производственным факторам процессов обработки материалов резанием можно отнести физические перегрузки при установке закреплении и съеме крупногабаритных деталей перенапряжение зрения монотонность труда.
1.2. Влияние эргонометрических характеристик оборудования на безопасность труда
Приспособления как и любые механизмы являются источниками повышенной опасности для окружающих. Поэтому при проектировании необходимо обеспечить соблюдение ряда условий обеспечивающих удобную и безопасную работу при использовании приспособления.
Важным эргономическим требованием является соблюдение допустимых нагрузок которые не должны превышать 10 Н если работает кисть руки; 20 40 Н — рука до локтя и 80 100 Н — вся рука. Кроме того в зависимости от зоны расположения органов управления устанавливаются значения допустимых нагрузок. Необходимо учитывать что рукоятки с пользованием более 5 8 раз в смену необходимо располагать в зоне на высоте от 1600 до 1700 мм при работе стоя и от 600 до 1200 мм — при обслуживании сидя.
В случаях использования рукояток и кнопок не более 8 раз в смену допустимо их расположение на высоте от 300 до 1850 мм. Допускается располагать органы управления используемые только для настройки на высоте до 2500 мм. Рекомендуется для часто используемых рукояток уменьшать усилия на 20 40 % по сравнению с приведенными в табл. 1
В ручных зажимных устройствах сила на рукоятке не должна превышать 100 Н а при более чем одном закреплении — раскреплении в минуту — не свыше 50 Н. Средняя продолжительность закрепления заготовок различными зажимными устройствами: в трех кулачковом патроне ключом — 4 с; одним винтовым зажимом (ключом) — 45 с; штурвалом — 25 с; поворотом рычага — 25с; маховиком или звездочкой — 2с; поворотом рукоятки пневмо- и гидрокрана - 15 с. При необходимости увеличить число зажатий применяют приспособления с силовыми (пневматическими гидравлическими) узлами. В зоне расположения рукояток и маховиков не должно быть никаких выступающих частей которые могут нанести травму работающему или мешать ему.
Не допускается применение выступающих винтов. Все детали в зоне работы рук должны быть закруглены и не иметь острых кромок углов. Расстояние от неподвижной детали до вращающегося маховика не должно быть менее 30 мм. Для маховиков диаметром более 60 мм рекомендуемое расстояние от неподвижной части машины до охватываемой рукой части маховика должно быть не меньше 60 мм.
Наружные элементы станочных приспособлений не имеют острых углов кромок неровных поверхностей представляющих собой источник опасности. Все наружные элементы скруглены радиусами не менее 1 мм. Элементы приспособления не мешают его работе и не ограничивают доступ к органам управления. Шероховатость наружных поверхностей вращающихся патронов оправок планшайб должна быть не грубее Ra 125 мкм. Для исключения травмирования рук при установке детали предусматриваются специальные ниши для безопасного размещения руки введены блокировочные устройства не позволяющие включить привод зажима или других движущихся частей при нахождении в рабочей зоне руки рабочего. Зазоры между подвижными частями составляют не более 5 мм что устраняет возможность попадания в зазор руки или пальцев рабочего.
Приспособление надежно закреплено на станке сбалансировано. Повышенную опасность представляет собой стружка образующаяся во время обработки. Поэтому у приспособлений должны быть достаточной величины каналы окна ниши обеспечивающие беспрепятственное удаление стружки. Для защиты от дробленой стружки необходимо предусматривать специальные экраны а также беспрепятственное удаление смазочно-охлаждающей жидкости отсос загрязненного во время работы воздуха.
Ряд травм происходит от падения деталей или приспособления во время установки их на станок. Поэтому должны быть предусмотрены устройства исключающие самопроизвольное падение деталей с приспособления. Вручную допускается устанавливать приспособление массой не более 16 кг. При этом должны быть обеспечены безопасная установка и снятие его со станка. Приспособления массой более 16 кг должны иметь устройства (рым-болты цапфы отверстия и т. д.) обеспечивающие надежный захват их грузоподъемными устройствами. При массе обрабатываемой детали более 12 кг должны использоваться грузоподъемные устройства а также предусматриваться специальные площадки для предварительной ее установки с последующим перемещением в рабочую зону.
Особое внимание следует уделять исключению возможности раскрепления детали во время обработки из-за отказа силового привода падения давления в пневмосети отключения электроэнергии. С этой целью применяются самотормозящие механизмы предохранительные устройства исключающие возвратное движение зажимного элемента. В случае невозможности применения таких устройств следует защищать рабочую зону приспособления специальным экраном. Опорные поверхности нужно располагать против сил резания. Усилия зажимных устройств требуется направить на опорные поверхности.
Гидравлические и пневматические устройства должны быть испытаны под давлением в 15 раза превышающее номинальное с выдержкой не меньше 5 мин. Гидро- и пневмосистема должна иметь паспорт в котором указываются результаты испытаний и допускаемые сроки эксплуатации. Пневмо- и гидропривод не должны загрязнять окружающую среду. Следует избегать выброса отработавшего сжатого воздуха в сторону рабочего так как он может увлекать за собой частицы абразива и стружки и быть причиной травмы. Пневмо- и гидропривод должны быть оборудованы устройствами для контроля давления воздуха или масла и иметь опломбированные элементы разрегулирование которых может создать аварийную ситуацию.
При использовании электропривода должно быть исключено самопроизвольное включение токоведущие части требуется надежно изолировать предусмотреть средства световой сигнализации и аварийного отключения вводный выключатель всей системы от питающей сети необходимые блокировки проверить электросистему на надежность изоляции и заземления.
Уровень вибрации и шума создаваемый приспособлением не должен превышать допустимые санитарные нормы т.е. 92-108 дБ.
Категорически запрещается выполнение наладочных и ремонтных работ на приспособлении во время работы станка.
Особое внимание нужно уделять защите вращающихся частей приспособления и станка от попадания на них одежды рабочего.
2. Обеспечение экологической безопасности проекта.
2.1.Экологический анализ проекта выбор методов и средств защиты от негативных воздействий на участке.
В нашей стране основное загрязнение атмосферы создают ряд отраслей промышленности автотранспорт и теплоэнергетика. Их участие в загрязнении атмосферы: черная и цветная металлургия нефтедобыча и нефтехимия предприятия стройматериалов химическая промышленность — 30%; автотранспорт — 40%; теплоэнергетика — 30% (в 1991 г.).
Основные примеси атмосферы и их источники приведены в таблице 1. Данные о ежегодных выбросах вредных веществ в атмосферу приведены в таблице 2.
Примерный относительный состав вредных веществ в атмосфере больших городов: СО2–45% SO2–18% С2Н5–15% пыль–12% NO2–10%. Превышение концентраций токсичных веществ в загрязненном атмосферном воздухе над фоновыми в среднем составляет: по СО 80–1250 и более; по SO2 50– 300; по NO2 – до 25; по О3 – до 7 раз.
Кроме СО SO2 NO2 С2Н5 и пыли в атмосферу выбрасываются и другие более токсичные вещества. Так вентиляционные выбросы заводов электронной промышленности содержат пары плавиковой серной хромовой и других минеральных кислот органические растворители и т.п. В настоящее время насчитывается более 500 вредных веществ загрязняющих атмосферу их количество все увеличивается что требует действенных мер по очистке атмосферного воздуха.
Таблица 1. Примеси атмосферы и их источники
Основные источники примесей
концентрация воздухе
Твердые частицы (зола пыль и др.)
Вулканические извержения пылевые бури лесные пожары и др.
Сжигание топлива в промышленных и бытовых установках
Вулканические извержения окисление серы и сульфатов рассеянных в море
Промышленность автотранспорт
В районах с развитой промышленностью до 02
Лесные пожары выделения океанов окисление терпентов
энергоустановки черная металлургия
В городах от 1 до 50
Летучие углеводороды
Лесные пожары природный метан природные терпенты
дожигание отходов испарение нефтепродуктов
В районах с развитой промышленностью до 30
Полициклические ароматические углеводороды
химические заводы нефтеперерабаты-вающие заводы
В районах с развитой промышленностью до 001
Таблица 2. Ежегодные выбросы в атмосферу.
2. 2. Выбор способов и устройств по очистке технологических и вентиляционных выбросов в атмосферу.
В промышленности применяются различные мероприятия направленные одновременно на уменьшение загрязнения внутренней (в цехе) и наружной воздушной среды: замена применяемых токсичных веществ нетоксичными или малотоксичными; использование выбросов для других технологических процессов и производств; герметизация аппаратуры и коммуникаций; проведение технологических процессов в вакууме с тем чтобы при непредвиденном или запланированном открывании аппаратов вредные вещества не загрязняли воздух. В случаях когда технологический процесс нельзя герметизировать или вести в вакууме в местах концентрированного выделения вредных веществ устанавливают устройства местной вытяжной вентиляции дополнительно к обще-обменной.
Оборудование работа которого сопровождается выделением особо токсичных веществ если невозможна его герметизация или устройство эффективных укрытий и отсосов выделяют в изолированные помещения с применением дистанционно управляемых роботов и манипуляторов.
Наиболее эффективно загрязнение наружной воздушной среды уменьшают устройства очистки технологических и вентиляционных выбросов от вредных веществ.
Пылеулавливающее оборудование в соответствии с принципиальными особенностями процесса отделения твердых частиц от газовой фазы делится на оборудование для улавливания пыли сухим способом (циклоны пылеосадительные камеры вихревые циклоны жалюзийные и ротационные пылеулавливатели фильтры электрофильтры); оборудование для улавливания пыли мокрым способом (скрубберы Вентури форсуночные скрубберы пенные аппараты и др.)
Наиболее распространенным видом оборудования действие которого основано на инерционном пылеотделении сухим способом является циклон. Очищаемая газопылевая смесь подводится к корпусу циклона тангенциально поэтому частицы пыли вращаясь около внутренней поверхности корпуса осаждаются и удаляются снизу а очищенный газ (воздух) через расположенную в центре трубу уходит в атмосферу. Если эффективность действия циклона особенно на мелкодисперсных взвесях невелика применяют батарею циклонов — группу циклонов в которой очищаемая газопылевая смесь проходит последовательно из одного циклона в другой.
Для повышения эффективности пылеулавливания применяют гидроциклоны в которых внутренняя поверхность корпуса смачивается водой а также пылеосадочные камеры жалюзийные ротационные и другие инерционные пылеуловители.
Большое распространение для улавливания пыли из выбросов получили матерчатые фильтры (пыль в которых задерживается на ворсистом материале). Для удаления пыли с фильтра его периодически встряхивают и продувают воздухом.
Эффективность очистки от пыли повышают путем последовательной установки пылеуловителей разного типа например сначала для улавливания грубой фракции пыли устанавливают циклон а за ним матерчатый фильтр.
В данный момент на примышленных предприятиях стали применять мокрые пылеуловители. Существует несколько видов данных аппаратов:
Ротоциклон в котором газопылевая смесь под давлением создаваемым вентилятором вихревым потоком проходит через слой воды. Тяжелые частицы пыли задерживаются водой и осаждаются в нижнюю часть ротоциклона откуда затем удаляются а очищенный поток уходит в атмосферу.
Скрубберы – это аппараты в которых пыль улавливается с помощью воды промывные башни пенные аппараты пылеуловители Вентури в том числе в компоновке с циклоном.
Конденсационные установки удаляющие пыль из потока газа насыщенного водой. Принцип их действия основан на быстром снижении давления газа приводящем к испарению воды. Вследствие этого часть водяного пара конденсируется на витающих пылинках а последние смачиваясь и утяжеляясь могут быть легко отделены от газа в каком-либо простейшем устройстве например циклоне.
Более эффективное улавливание пыли достигается в электрическом фильтре (сухой способ). Такие фильтры устанавливаются например в котельных для очистки дымовых газов от сажи летучей золы – уноса. Очищаемый поток газов проходит через пространство между электродами и основная масса взвешенных частиц заряжающихся под действием коронного разряда (сопровождается голубоватым свечением и потрескиванием) оседает на осадительных электродах. Путем встряхивания пыль удаляется в бункер жидкая фаза загрязнений стекает.
Полное удаление пыли из загрязненного потока воздуха происходит в бумажных (сухих) фильтрах-поглотителях конструкции академика Петракова изготовляемых из особого мягкого листового материала типа бумаги.
Для очистки технологических и вентиляционных выбросов от вредных газов применяют адсорберы и абсорберы.
В адсорбере очищаемый поток пронизывает слой адсорбента состоящего из зернистого вещества с развитой поверхностью (активированного угля силикагеля окиси алюминия пиролюзита и т. п.) при этом вредные вещества (газы и пары) связываются адсорбентом и впоследствии могут быть выделены из него.
Имеются адсорберы с неподвижным слоем адсорбента который обновляется после насыщения улавливаемым веществом а также адсорберы непрерывного действия в которых адсорбент медленно перемещается и одновременно очищает проходящий через него поток.
Адсорбция – поглощение вещества из раствора или газа поверхностью твердого вещества;
Абсорбция – поглощения вещества из раствора или газа всем объемом твердого вещества.
Промышленность выпускает также адсорберы с псевдоожиженным (кипящим) слоем. В абсорбере для очистки от газов применяют как правило жидкие вещества например воду или растворы солей (абсорбенты) поглощающие вредные газы и пары. При этом одни вредные вещества растворяются абсорбентом другие – вступают с ним в реакцию. В качестве абсорберов могут применяться распылительные камеры кондиционеров в которых вместо воды разбрызгивается поглощающий примеси раствор а также уже упоминавшиеся барботеры ротоциклоны пенные аппараты пылеуловители Вентури и другое оборудование очистки от пыли мокрым способом.
Из всех вышеперечисленных устройств для проектируемого участка наиболее целесообразно применение устройств типа циклона. Так как выбросы на проектируемом участке не являются ни ядовитыми ни токсичными. Циклон прост по конструкции и следовательно дёшев и надёжен.
3.Безопасность проекта в чрезвычайных ситуациях.
3.1. Анализ вероятных чрезвычайных ситуаций на проектируемом участке.
Правила пожарной безопасности в РФ ППБ-01-93 введенные в действие приказом Министерства внутренних дел РФ №536 от 14.12.93 устанавливают общие требования пожарной безопасности на территории РФ и являются обязательными для исполнения всеми предприятиями учреждениями и организациями (независимо от форм собственности вида деятельности и ведомственной принадлежности) их работниками а так же гражданами.
Промышленные предприятия часто характеризуются повышенной взрывопожароопасностью так как их отличает сложность производственных установок значительное количество легковоспламеняющихся и горючих жидкостей; сжиженных горючих газов; твердых сгораемых материалов; большое количество емкостей и аппаратов в которых находятся пожароопасные продукты под давлением; разветвленная сеть трубопроводов с регулировочной аппаратурой; большая оснащенность электроустановками.
Согласно ГОСТ 12.1.004 — 91 ССБТ «Пожарная безопасность. Общие требования» пожарная безопасность – это состояние объекта при котором исключается возможность пожара а в случае его возникновения предотвращается воздействие на людей опасных факторов пожара и обеспечивается защита материальных ценностей.
Опасными факторами пожара являются повышенная температура воздуха и предметов открытый огонь и искры токсичные продукты горения и дым пониженная концентрация кислорода взрывы повреждение и разрушение зданий и сооружений.
Для каждого предприятия (цеха лаборатории мастерской склада и т.д.) на основе «Правил пожарной безопасности в России» ППБ-01—93 разрабатываются общеобъектовые и цеховые противопожарные инструкции.
Разработку противопожарных мер и контроль за их осуществлением предприятиями в нашей стране осуществляют органы Государственного пожарного надзора.
Из всего вышеперечисленного можно сделать вывод что проектируемый участок соответствует всем необходимым нормативам.
3.2. Оценка категорий проектируемого участка по степени огнестойкости и взрывопожароопасности.
Оценка проектируемого участка по степени взрывопожароопасности.
Взрывопожароопасность веществ и материалов определяется показателями (свойствами) характеризующими предельные условия возникновения процесса горения.
Оценка и классификация взрывопожароопасности помещений и зданий основана на определении возможных разрушительных последствий пожаров и взрывов в этих объектах а также опасных факторов этих явлений для людей (ОФП). Существует два метода оценки взрывопожароопасности объектов:
Детерминированный характер носят следующие нормативные документы: «Общероссийские нормы технологического проектирования» (ОНТП) и «Правила устройства электроустановок» (ПУЭ).
Вероятностный метод основан на концепции допустимого риска и предусматривает недопущение воздействия на людей. Нормативным документом основанным на вероятностном подходе является ГОСТ 12.1.004—91* ССБТ «Пожарная безопасность. Общие требования».
ОНТП устанавливают методику и порядок определения категорий помещений и зданий производственного и складского назначения по взрывопожарной и пожарной опасности. В зависимости от категории назначаются нормативные требования по планировке и застройке этажности выбору строительных конструкций и строительного оборудования. Категории помещений установлены в зависимости от агрегатного состояния горючих веществ.
Категория А – взрывопожароопасные; к этой категории относятся производства в которых применяются горючие газы с нижним пределом воспламенения 10% и ниже жидкости с температурой вспышки до 28ºС включительно при условии что указанные газы и жидкости могут образовывать взрывоопасные смеси в объеме превышающем 5% объема помещения; вещества которые способны взрываться и гореть при взаимодействии с водой кислородом воздуха или друг с другом; такими производствами являются многие окрасочные цехи объекты с наличием сжиженных газов и т.д.
Категория Б – взрывопожароопасные; к этой категории относятся производства в которых используются горючие газы нижний предел воспламенения которых выше 10% а также жидкости с температурой вспышки выше 28 и 61ºС включительно или нагретые до температуры вспышки и выше; горючие пыли или волокна нижний концентрационный предел воспламенения которых 65 гм3 и ниже при условии что указанные газы жидкости и пыли могут образовывать взрывоопасные смеси в объеме превышающем 5% объема помещения; такими производствами являются производства с наличием аммиака и др.
Категория В – пожароопасные; к этой категории относятся производства в которых применяются жидкости с температурой вспышки выше 61ºС. Горючие пыли или волокна нижний предел воспламенения которых более 65 гм3 твердые сгораемые вещества и материалы способные только гореть но не взрываться при контакте с воздухом водой или друг с другом.
Категория Г – к этой категории относятся производства в которых используются негорючие вещества и материалы в горячем раскаленном или расплавленном состоянии а также твердые вещества жидкости и газы которые сжигаются или утилизируются в качестве топлива.
Категория Д – это производства в которых обрабатываются негорючие вещества и материалы в холодном состоянии.
Категория Е – взрывоопасные к этой категории относятся производства в которых в которых применяются взрывоопасные вещества в таком качестве при котором могут образоваться взрывоопасные смеси в объеме превышающем 5% объема воздуха в помещении и в котором по условиям технологического процесса возможен только взрыв; вещества способные взрываться при взаимодействии с водой воздухом или друг с другом.
Проектируемый участок относится к категории Д.
После установления категории помещений устанавливают категорию зданий в которых находятся эти помещения. Здание относится к категории А если суммарная площадь помещений категории А превышает 5 % площади всех помещений или 200 м2.
К категории Б относится здание если суммарная площадь помещений категорий А и Б превышает 5 % площади всех помещений или 200 м2 (но при этом площадь помещения категории А меньше 5 % или 200 м2).
Если помещения оборудованы установками автоматического пожаротушения то для зданий категорий А или Б площадь помещений соответствующих категорий должна превышать 25% всей площади помещений или 1000 м2 3500 м2 (зданий категории В) и 5000 м2 (зданий категории Г).
Из всего вышеперечисленного можно сделать вывод что проектируемый участок находится в здании категории Д.
Оценка огнестойкости конструкции.
Пожарная профилактика при проектировании и строительстве промышленного предприятия включает решение следующих вопросов:
повышение огнестойкости зданий и сооружений;
зонирование территории;
применение противопожарных разрывов;
применение противопожарных преград;
обеспечение безопасной эвакуации людей на случай возникновения пожара;
обеспечение удаления из помещения газов и дыма при пожаре.
Огнестойкость конструкций характеризуется пределом огнестойкости представляющим собой время в часах от начала испытания конструкции по стандартному температурному режиму до возникновения одного из следующих признаков: образование в конструкции трещин или отверстий сквозь которые проникают продукты горения или пламя; повышение температуры на необогреваемой поверхности конструкции в среднем более чем на 140 °С; потеря конструкцией своей несущей способности; переход горения в смежные конструкции или помещения; разрушение узлов крепления конструкции.
Повысить огнестойкость зданий и сооружений можно:
Облицовкой или оштукатуриванием металлических конструкций (гипсовыми плитами);
Оштукатуриванием деревянных конструкций известко-во-цементной асбесто-цементной или гипсовой штукатуркой;
огнезащитной пропиткой древесины антипиринами — химическими веществами (фосфорнокислый аммоний сернокислый аммоний) придающими ей негорючесть;
покрытие конструкций огнезащитными красками.
Здание в котором находится проектируемый участок не нуждается в повышении огнестойкости.
Для предупреждения распространения пожара с одного здания на другое между ними предусматривают противопожарные разрывы. При определении размеров противопожарных разрывов учитывают степень огнестойкости зданий. При определенных условиях исключающих возможность возникновения или распространения пожара разрывы не нормируются.
К противопожарным преградам относятся стены перегородки перекрытия двери ворота люки тамбур-шлюзы и окна. Противопожарные стены должны быть выполнены из несгораемых материалов иметь предел огнестойкости не менее 25 ч и опираться на фундаменты. Противопожарные стены рассчитывают на устойчивость с учетом возможности одностороннего обрушения перекрытий и других конструкций при пожаре.
Противопожарные двери окна и ворота в противопожарных стенах должны иметь предел огнестойкости не менее 12 ч а противопожарные перекрытиия – не менее 1 ч. Такие перекрытия не должны иметь проемов и отверстий через которые могут проникать продукты горения при пожаре.
При проектировании зданий должна быть предусмотрена безопасная эвакуация людей на случай возникновения пожара.
Процесс горения прекращается если: очаг горения изолируется от воздуха; концентрация кислорода снижается до предельного значения (для большинства веществ 12 15%); горящие вещества охлаждаются ниже температуры самовоспламенения воспламенения; осуществляется интенсивное ингибирование (торможение скорости химической реакции и пламени) и в некоторых других.
Вещества которые способствуют созданию перечисленных условий называются огнетушащими. Основными огнегасительными веществами являются вода водные растворы водяной пар пена углекислота инертные газы галоидированные углеводороды сжатый воздух порошки песок земля.
Экономическая оценка производства
Вданном дипломном проекте проектируется новый производственный
участок механической обработки деталей типа вилка скользящая трансмиссии транспортной машины – вилка скользящая.
Участок разрабатывается на основе анализа базового производственного участка путем его модернизации. Внедряется высокопроизводительное автоматизированное оборудование высвобождаются площади оптимизируются режимы резания повышается безопасность внедряемого оборудования снижаются затраты на материалы энергоносители уменьшается число рабочих особенно рабочих с низкой квалификацией снижаются затраты на заработную плату соответственно снижается себестоимость изделия.
Для определения перечисленных показателей используем методику изложенную в [19] а также данные полученные на базовом предприятии во время прохождения преддипломной практики.
ОЖИДАЕМЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ПРОЕКТА
Размер необходимых инвестиций-3900 тыс. руб.
Срок окупаемости проекта3 года
Чистая дисконтированная стоимость за 5 лет 1 184 тыс. руб.
2. Характеристика предприятия
Сильной стороной предприятия является высокая квалификация научно-технического персонала и организация производства.
Слабая сторона это ориентация производства на военный заказ что для условий нашей страны не позволяет получать высокую прибыль низкая заработная плата и низкая автоматизация и механизация производства.
Основная номенклатура выпускаемых изделий:
-транспортная машина специального назначения не имеющая аналогов в мире;
-трансмиссии транспортных средств
На проектируемом участке обрабатывается группа деталей типа вилок. Они представляют собой небольшие по габаритам детали типа вала массой в среднем до 9 кг.
Проектируя новый участок предприятие стремится снизить затраты на материал энергоносители производственные площади заработную плату и повысить производительность тем самым снизить себестоимость продукции.
Загрузка оборудования на участке представлена в таблице 9. Технология изготовления рассматриваемых деталей представлена в приложениях (комплект технологической документации).
Более подробный анализ технологии изготовления подобных деталей приведен в разделе 2.
3. План производства
Исходные данные для расчетов по проектируемому варианту берем из раздела 6 (номенклатура изготовляемых изделий на участке их годовые объемы выпуска количество потребного оборудования и т.д.) и представленного в приложении комплекта технологической документации а также используем данные полученные во время прохождения практики на базовом предприятии.
Годовой объем выпуска деталей обрабатываемых на участке - 17600Тип производства среднесерийный.
Занимаемая площадь базового участка S = 250 м2 площадь проектного участка S = 150 м2 . Высвобождается 100 м2. Стоимость 1 м2 = 15 000 руб.
Экономия 100·15 000=1 500000 руб.
Величина капитальных вложений по проектному варианту:
Кпр = Кн + Кна – Клик (с. 9 [19])
где Кн – стоимость нового оборудования приспособлений и других средств;
Кна – стоимость ликвидируемых в связи с внедрением нового технологического процесса существующих основных средств (учитывается как неамортизированная часть от первоначальной стоимости);
Клик – выручка от реализации внедренного оборудования к концу службы его (ликвидационная стоимость).
Приобретаемое оборудование:
Вертикальный многоцелевой станок с ЧПУ СВМ1Ф4 – 1 800000 руб.
Количество оборудования: 2 шт.
Токарный станок с ЧПУ 16К20Ф3 – 1 605000 руб.
Расчет капитальных вложений
Кпр = 6810 000 (руб.)
Определение технологической себестоимости
Рассчитываются те статьи себестоимости продукции которые различаются в базовом и проектном вариантах.
)Затраты на материал рассчитываются по формуле:
Зм =S (Рmi · Цmi - Роi · Цоi) (с. 9 [19])
m - количество видов деталей.
Результаты расчета приведены в таблице 12.
Расчет затрат на материалы (проектный вариант)
Годовой объем выпуска
Вес стружки за год кг
Стоимость стружки руб
Зм = 3115240-88530= 3 026 710 руб.
Расчет затрат на материалы (базовый вариант)
Зм = 3234940 – 97 980 = 3 136 960 руб.
)Затраты на энергию рассчитываются по формуле:
Зэ= S ti · Ni · Кm · Кn · Э (с. 9 [19])
Кm = 090 - коэффициент использования мощности;
Кn = 095 - коэффициент местных потерь;
Э = 126 рубкВт ч - тариф на электроэнергию.
Результаты расчетов приведены в таблицах 14 15.
Расчет затрат на электроэнергию (проектный вариант)
Расчет затрат на электроэнергию (базовый проект)аименование операции
) Расчет затрат на заработную плату
Система оплаты труда повременная:
Ззп= S аi·ti·Kg·Kc·Кдоп (с. 9 [19])
где аi - часовая тарифная ставка:
Kg - коэффициент доплат к основной заработной плате Kg=115
Kc - коэффициент отчислений на социальные нужды Кс=125
Кдоп - коэффициент дополнительной заработной платы Кдоп=118
Расчет заработной платы.
Затраты на зарплату Зз руб.
) Затраты на текущий ремонт рассчитываются как 4% от стоимости оборудования:
Затраты на текущий ремонт
Затраты на оборудование руб
Затраты на текущий ремонт руб.
) Затраты на амортизацию рассчитываются по формуле (7.4)
где Fэ - эффективный фонд работы оборудования ч;
Кб - балансовая стоимость оборудования;
На=15% - норма амортизации;
кз - коэффициент загрузки оборудования;
кв - коэффициент выполнения норм.
Результаты расчета приведены в таблице 18.
Расчет амортизационных отчислений
Балансо-вая стоимость тыс. руб.
норма амор-тизации На
фонд вр раб ст Fэф час
Затраты на амортизацию Ау тыс. руб.
Результаты расчёта проектного и базового участков сведены в таблицу 19.
Расчет технологической себестоимости
Элементы технологической себестоимости
Затраты на материалы
Затраты на заработную плату и социальные нужды
Затраты на текущий ремонт оборудования
Амортизационные отчисления
Для данного дипломного проекта рекомендован сокращённый вариант финансового раздела и упрощённую схему прогнозирования денежных потоков учитывающих инвестиционную деятельность. Прогноз денежных потоков приведён в таблице 19.
Коэффициент дисконтирования для года 1 определяется по формуле:
Кg=1(1+r)I (с. 10 [19])
где r - ставка дисконта;
i - количество лет срока окупаемости.
Кg 1 =1(1+022)=082; Кg2=1(1+022)2=067; Кg3=1(1+022)3=055; Кg4=1(1+022)4=045; Кg5=1(1+022)5=037;
коэффициент дисконтирования
По таблице определяем период окупаемости проекта. Оценка эффективности проекта определяется по показателям чистой дисконтированной стоимости и сроку окупаемости проекта.
Прогноз денежных потоков для проекта участка
Инвестиции в проект участка (Ипр)
Приращения доходов и расходов
затраты на материалы
энергия электрическая
текущий ремонт оборудования
амортизация нового оборудования
отмененная амортизация заменяемого оборудования
Налог на прибыль (24%)
Приращение доходов от инвестиций
Коррекция денежных потоков
Продажа старого оборудования
Высвобождение площадей
Остаточная стоимость внедряемого оборудования
Чистый денежный поток
Коэффициент дисконтирования
Чистая дисконтированная стоимость (ЧДС)
Срок окупаемости инвестиций лет
Проект считается эффективным если ЧДС>О за срок окупаемости. Так как ЧДС=1184>0 то предлагаемый проект участка экономически целесообразен.
Все расчёты проведены на ЭВМ с помощью пакета EXCEL.
В данной дипломной работе были использованы ранее полученные знания по определению технологичности детали выбору баз методов обработки по расчёту режимов резания и норм технологического времени.
Разработанный маршрутно-операционный технологический процесс содержит операции по обработке заготовки с расчетом режимов резания технологического времени. Описан весь режущий измерительный инструмент и необходимые приспособления.
Были сравнены два технологических процесса и определена экономическая эффективность каждого по норме штучного и штучно-калькуляционного времени.
Были рассмотрены вопросы безопасности и экологичности работы. Также был проведен анализ базового и проектируемого вариантов технологического процесса по экономическим показателям.
Изучены методы повышения качества путем поверхностно-пластической деформацией.
Для выполнения дипломного проекта использовались такие программы как: Microsoft Word Microsoft Excel Mathcad 2000 КОМПАС 5.11.03 Microsoft PowerPoint.