Совершенствование техпроцесса механической обработки червяка Н0401Б0201051 и сборки редуктора Н0401Б.02.11, 000 СБ в условиях ОАО Могилевлифтмаш

Схема сборки.cdw

Гайка М48х20-6Н 6 016
Винт В М8-6gx16 58 016
Гайка М30х20-6Н 6 016
Болт М10-6gx30 58 016
Белорусско-Российский

Поковка ujnjdfz.cdw

Белорусско-Российский
исходный индекс 14 ГОСТ 7505-89.
Смещение по плоскости разъема штампа 0
Радиус закруглений 3 мм.
Штамповочные уклоны 5
Допускаемая величина высоты заусенца не должна превышать
Термическая обработка: нормальный отжиг.

Спецификация Редуктор.spw

Белорусско-Российский
Кольцо регулировочное
Шпонка ГОСТ 23360-78
Манжета ГОСТ 8752-79

Эскизы операционные .bak.cdw

Фрезерно-центровальный
Белорусско-Российский
Операция 010-Фрезерно-центровальная
Операция 015-Токарная с ЧПУ
Операция 055-Круглошлифовальная
Операция 065-Круглошлифовальная
Операция 075-Токарная

Сборочный Чертеж1.cdw

Направление вращения
Асинхронная частота вращения быстроходного вала
Максимальная консольная нагрузка на тихоходном валу
Наминальный крутящий момент на тихоходном валу
ГУВПО "Белорусско-Российский

1. Червяк - чертеж детали.cdw

Основной угол подъёма
Направление линии витка
Делительная толщина
Межосевое расстояние
Коэффициент диаметра
Высота витка червяка
Число зубьев сопряжённого
Основной диаметр червяка
h0.5 0.96 (50 58)HRC
Сталь 40Х ГОСТ 4543-71
Белорусско-Российский
за исключением поверхностей указанных особо.
Общие допуски по ГОСТ 30893.1 H14
Допуск непостоянства в поперечном и продольном
Т не более 0.008 мм.
Клеймить знаком ОТК.
Остальные ТТ по СТБ 1014-95

Сборочный чертеж 2.cdw

Белорусско-Российский
* Размеры для справок
Боковой зазор в зацеплении не менее 0
В собранном редукторе червячный вал должен
проворачиваться плавно без заеданий
на полном обороте червячного колеса под крутящим
моментом не более 10 Н м
самостоятельное изделие производить в
соответствии программной методикой 04 01. 02. 00.
Циклическая погрешность зубцовой частоты в червячной
Предельное значение средней плоскости червячного колеса
Местный зазор между корпусом и крышкой не более 0
При сборке редуктора монтаж манжетных уплотнений
производить в соответствии
с требованиями ГОСТ 8752-79
Посадочные отверстия перед сборкой смазать Литол-24
При сборке редуктора плоскость разъема Г(2) покрыть
свинцовым суриком М1
ГОСТ 19151-73 или бакелитовым лаком ЛБС-1 ГОСТ 901-78.
После сборки редуктора винт поз. 19 зашлифовать с
обязательным отгибом прямого
конца шплинта поз. 21.
Подшипник червяка в сборе поз. 1 и подшипник поз. 4
установить в корпусе редукто-
тора маслозаборными каналами вверх.
Течь масла из редуктора не допускается.
Посадочную поверхность отверстия под маслоуказатель
поз.5 и прокладку поз. 14
с двух сторон смазать смазкой Литол-24 ГОСТ 21159-87.
Покрытие кроме посадочных поверхностей
выступающих концов валов
эмаль ПФ-115 зеленая (RAL6019) ГОСТ 6465-76.V.8
Покрытие маслоуказателя поз.5 и маслосливной пробки
поз. 23 эмаль ПФ-115
красная ГОСТ 6465-76.V.8
Пломбировку производить согласно приведенной схеме.

Sborka_eskizy (1).cdw

и модель оборудования
Запресовать манжету 31 на вал 4
и запресовать подшипник 8 на вал 4
Установить прокладку 24
установить и закрутить
Установить стопорную шайбу 16 на вал 4
установить гайку 9 на вал 4 и затянуть
загнуть стопорную шайбу 16
Белорусско-Российский
Запресовать стакан 17

Записка Диплом.doc

Задание по дипломному проектированию2
2 Определение типа производства6
Разработка расчетно-технологической карты7
1 Разработка расчетно-технологической карты7
Технологическое проектирование9
1 Назначение и конструкция детали и сборочного узла9
2 Анализ технологичности конструкции детали12
3 Выбор метода получения заготовки14
4 Анализ базового технологического процесса16
5 Принятый маршрутный технологический процесс17
6 Расчет припусков на обработку20
7 Расчёт режимов резания26
7.1 Расчёт режимов резания аналитическим методом26
7.2 Расчет режимов резания по нормативам29
8 Расчет точности операции33
9 Техническое нормирование35
10 Расчет требуемого количество станков36
11 Схема сборки. Технологический процесс сборки редуктора38
12 Параметрическая оптимизация режима зенкерования отверстия 20
в шестерне на станке 2Р135Ф240
12.1 Постановка задачи40
12.2 Функциональная модель процесса41
12.3 Информационное обеспечение процедуры оптимизации42
12.4 Выбор метода решения задачи и схема алгоритма44
12.5 Анализ результатов оптимизации45
1 Приспособление фрезерное46
1.1 Назначение и устройство приспособления46
1.2 Силовой расчёт приспособления46
1.3 Расчёт приспособления на прочность48
1.4 Расчёт приспособления на точность49
2 Фреза твердосплавная сборная острозаточенная50
3 Робототехнический комплекс50
3.1 Назначение и устройство50
3.2 Выбор компоновки РТК52
3.3 Построение и расчёт элементов траектории захватного устройства ПР52
3.4 Расчёт допустимых скоростей перемещения заготовки544.3.5 Построение циклограммы РТК55
3.6 Расчёт показателей РТК57
1 Идентификация и анализ вредных и опасных факторов при работе на фрезерных станках59
2 Технические технологические организационные решения по устранению опасных и вредных факторов разработка защитных средств60
3 Инструкция по охране труда при работе на фрезерных станках63
Глава 1 Общие требования по охране труда63
Глава 2 Требования по охране труда перед началом работы66
Глава 3 Требования по охране труда при выполнении работы67
Глава 4 Требования по охране труда по окончании работы67
Глава 5 Требования по охране труда при аварийных ситуациях68
Организационно-экономическая часть69
1 Оперативное планирование в массовом производстве69
2 Расчет экономического эффекта72
2.1 Расчет капитальных вложений73
2.2 Капитальные вложения в оборудование73
2.3 Капитальные вложения в здание 74
2.4 Расчет технологической себестоимости77
2.5 Часовая заработная плата77
2.6 Затраты по эксплуатации рабочего места78
2.7 Расчет технологической себестоимости80
4 Экономический расчет приспособления83
4.1 Приспособление фрезерное83
4.2 Обоснования стоимости приспособления83
5 Издержки эксплуатации приспособления88
6 Экономический эффект приспособления89
7 Эффективность РТК90
Энерго- и ресурсосбережение93
Научно-технический прогресс в машиностроении в значительной степени определяет развитие и совершенствование всего народного хозяйства страны. Важнейшими условиями ускорения научно-технического прогресса являются рост производительности труда повышение эффективности общественного производства и улучшение качества продукции.
Совершенствование технологических методов изготовления машин имеет при этом первостепенное значение. Качество машины надежность долговечность и экономичность эксплуатации зависят не только от совершенства ее конструкции но и от технологии производства. Применение прогрессивных высокопроизводительных методов обработки обеспечивающих высокую точность и качество поверхностей деталей машины методов упрочнения рабочих поверхностей повышающих ресурс работы деталей и машины в целом эффективное использование современных автоматических и поточных линий станков с программным управлением электронных и вычислительных машин и другой новой техники применение прогрессивных форм организации и экономики производственных процессов — все это направлено на решение главных задач: повышения эффективности производства и качества продукции.
Однако нужно учесть что современная машиностроительная промышленность до 70% своей продукции выпускает в условиях единичного и серийного производств которые характеризуются существенными затратами рабочего времени на выполнение вспомогательных операций и переходов. Для этих типов производств основное время связанное с непосредственным изменением формы размеров и физико-механических свойств заготовок в общей структуре норм времени на выполнение технологических операций составляет 20-30% а все остальные затраты приходятся на вспомогательные работы.
Эффективным направлением сокращения вспомогательного времени для рассматриваемых типов производства также является механизация и автоматизация производственных процессов но использование автоматов полуавтоматов и автоматических линий неприемлемо по причине высокой стоимости самого оборудования технологической оснастки к нему а также из-за длительности и большой трудоемкости переналадок при переходе от выпуска одного вида продукции к другому. Поэтому в условиях серийного производства нашли свое применение станки с ЧПУ и обрабатывающие центры. Они позволяют значительно сократить вспомогательное время за счет автоматизации вспомогательных перемещений а также позволяют несколько сократить основное время обработки за счет повышения режимов резания ввиду большей жесткости технологической системы по сравнению с обычными универсальными станками. Станки типа «обрабатывающий центр» нашли широкое применение при обработке корпусных деталей и деталей сложной формы так как они дают возможность обрабатывать деталь со всех сторон за один установ.
Исходные данные для разработки проекта
Исходными данными для проектирования являются:
- годовой объем выпуска N = 2400 штук;
- режим работы – двухсменный;
- чертеж детали Н0401Б0201051;
- чертеж редуктора Н0401Б.02.11.000 СБ.
2 Определение типа производства
Ввиду отсутствия данных необходимых для определения коэффициента закрепления операций на начальной стадии проектирования тип производства определяем ориентировочно пользуясь рекомендациями методических указаний [5].
Рассчитаем размер партии деталей по формуле из [5]:
где а – количество дней запаса деталей на складе (принимаем а=6);
Ф – количество рабочих дней в году (Ф=254).
При массе детали mд=10 кг и количестве деталей в партии 567 штуки принимаем тип производства — среднесерийное. После расчета норм времени на операции произведем уточнение типа производства.
Особенности обработки деталей на станках с ЧПУ
1 Основные особенности станков с ЧПУ
Более 70% изделий в машиностроении изготовляют в условиях мелкосерийного и серийного производства. Эффективным средством автоматизации мелкосерийного и серийного производства является программное управление металлорежущими станками.
В станках с ЧПУ управление рабочими органами в процессе обработки производится автоматически по заранее разработанной программе без непосредственного участия рабочего. Программное управление — это такая система управления которая обеспечивает автоматическую работу механизмов станка по легко переналаживаемой программе. Станок - автомат работает по программе задаваемой кулачками или копирами. Переналадка станков - автоматов и копировальных станков на изготовление другой детали сложна. Поэтому их выгодно использовать лишь в крупносерийном и массовом производстве.
Принципиальное отличие станка с числовым программным управлением (ЧПУ) от обычного автомата заключается в задании программы обработки детали в математической (числовой) форме на специальном программоносителе (перфоленте или магнитной ленте). Отсюда и название — числовое управление.
На станках с ЧПУ могут быть применены различные виды адаптивного управления обеспечивающие оптимальное значение одного или нескольких параметров (составляющая силы резания; температуры инструмента или детали; шероховатость обработанной поверхности; оптимальные режимы резания; уровень шумов вибраций и др.)
Важной особенностью автоматизации процесса обработки на металлорежущих станках с помощью устройств программного управления является сохранение станками широкой универсальности. Это дает возможность производить на них обработку всей номенклатуры деталей которая может быть произведена на универсальных станках соответствующих типов.
Программное управление позволяет: автоматизировать процесс обработки; сократить время наладки станка сведя всю наладку к установке инструмента заготовки и программы на станке; организовать многостаночное обслуживание в серийном и мелкосерийном производстве; повысить производительность труда культуру производства и качество обработанных деталей.
Основной задачей рациональной эксплуатации металлорежущих станков с ЧПУ является обеспечение длительной и безотказной обработки на них деталей с заданной производительностью точностью и шероховатостью обработанной поверхности при минимальной стоимости эксплуатации станков.
Полная автономность и упрощение кинематических цепей приводов подач когда связь между перемещениями по нескольким координатам одновременно осуществляется только через программу управления позволяет осуществлять в станках с ЧПУ сложное во времени и точное по положению взаимодействие большого числа рабочих и вспомогательных механизмов. Возможность увеличения числа одновременно управляемых координат при применении систем ЧПУ позволило создать принципиально новые компоновки станков с получением широких технологических возможностей при автоматическом управлении.
Станки с ЧПУ являются сложными технологическими комплексами включающими непосредственно станок и устройство ЧПУ построенное часто с применением мини-ЭВМ которые должны быть органически взаимосвязаны с учетом их особенностей и возможностей. Надежность и качество работы станка с ЧПУ в равной степени зависят от надежности и качества работы как самого станка так и устройства ЧПУ.
При работе станка с ЧПУ происходит взаимодействие большого числа механических гидравлических пневматических и электронных устройств и элементов от правильного и надежного функционирования которых в значительной степени зависит точность выполнения заданной программы управления механичекой обработкой деталей. При этом важно не только обеспечить безотказное функционирование станка с ЧПУ с точки зрения выхода из строя его отдельных механизмов и блоков но и обеспечить в течение установленного периода эксплуатации выполнение обусловленных его назначением технологических операций с показателями качества и производительностью установленными нормативно-технической документацией т. е. обеспечить заданную технологическую надежность.
Рис. 2.1 Токарный станок с ЧПУ
2 Особенности числового метода на станках с ЧПУ
Рассматривая даже такую простейшую схему станка с ЧПУ можно заметить ряд особенностей числового метода задания:
в системе задания нет элементов (кулачков толкателей и т. д.) износ или точность изготовления которых могли бы влиять на точность задания размера;
точность задания размеров не зависит от свойств программоносителя его размеров и пр. (например отширины ленты диаметра отверстия и пр.) а только от принятой цены импульса и количества импульсовпоступивших в систему управления;
отсутствует необходимость в длительной переналадке (перестройке станка) при переходе на новую деталь.Требуется только смена программы инструмента и оснастки в связи с чем возможна обработка на одномстанке чрезвычайно широкой номенклатуры деталей. Станок работает в автоматическом цикле и вместе стем является универсальным. Это как раз то что требуется для мелкосерийного производства;
возможна автоматизация обработки сколь угодно сложной детали со всеми вспомогательными операциями(что не обеспечивают например копировальные станки или станки с цикловым управлением);
возможно многостаночное обслуживание;
в связи с тем что задание программы производится в числовом виде подготовка производства для станков сЧПУ осуществляется в сфере инженерного труда что имеет большое социальное значение. При этомпроцесс разработки программ может быть автоматизирован с помощью ЭВМ включая этап проектированиятехнологического процесса;
обеспечивается сокращение сроков подготовки производства и перехода на новое изделие за счет возможности заблаговременной и централизованной записи программ что особенно важно для таких отраслей как оборонная промышленность авиастроение судостроение.
3 Разновидности СЧПУ
Различают позиционные и контурные СЧПУ.
Позиционные СЧПУ управляют только перемещением рабочих органов в те или иные точки. Например при сверлении отверстий в печатных платах необходимо задавать только координаты отверстий.
Контурные СЧПУ обеспечивают требуемую скорость в процессе перемещения от одной позиции к другой. Эта скорость является скоростью подачи.
В обозначениях металлорежущих станков предусмотрена возможность указания на тип применяемого СЧПУ. В конце обозначения указывается:
Ц – цикловое программное управление управляющими элементами яв-
ляются концевые переключатели упоры и т. д.
Ф1 – станок снабжен цифровой индикацией положения инструмента.
Ф2 – позиционная СЧПУ.
Ф3 – контурная СЧПУ.
Ф4 Ф5 – обрабатывающие центры (ОЦ) – многооперационные станки
с позиционным и контурным СЧПУ соответственно.
Также в обозначении станков присутствуют буквы Р и М.
Р – револьверная головка (например РФ3).
М – оборудование снабжено магазином элементов что характерно для ОЦ.
4 Особенности разработки техпроцесса для станков с ЧПУ
Существенной особенностью разработки техпроцесса для станков с ЧПУ является необходимость точной размерной увязки траектории автоматического движения инструмента с системой координат станка исходной точкой обработки и положением заготовки. Вследствие этого возникают дополнительные требования к приспособлениям для зажима и ориентации заготовки.
Особые требования к инструменту возникают в связи с необходимостью обеспечения концентрации операций применением устройств для автоматической смены инструмента и большим влиянием качества инструмента на производительность и качество обработки.
Рассматривая особенности структуры технологического процесса следует отметить что при изготовлении деталей в мелкосерийном производстве на станках с ручным управлением подробный план операции технологом обычно не разрабатывается а составляется и реализуется рабочим-станочником непосредственно на рабочем месте в соответствии с имеющимся у него опытом. При разработке числовой программы появляется необходимость составления подробного плана каждой операции и расчета режимов резания для всех технологических участков.
Одной из важнейших особенностей числового программного управления является возможность использования при составлении подробного плана операции наряду с опытом высококвалифицированного станочника математических методов оптимизации траектории что обеспечивает повышение качества и производительности обработки.
План маршрута обработки детали на станке с ЧПУ определяющий количество и род операций последовательность их выполнения тип инструмента и оснастки для каждой операции очередность установок и позиций также могут быть разработаны с применением методов оптимизации.
На этапе обработки и внедрения программы возникает также новый документ – акт внедрения технологического процесса служащий основанием для изменения серийной технологии изготовления детали.
5 Инструменты для станков с ЧПУ
Номенклатуру инструмента для станков c ЧПУ составляют на базе статистического анализа форм и размеров изготовляемых деталей и технологических возможностей станков. В конкретных условиях обработки можно применять и другие инструменты (инструментальные материалы).
Для обработки отверстий используют сверла и расточные резцы ограниченной номенклатуры. Зенкеры и развертки в большинстве случаев не применяют. 7-й и 8-й квалитеты для отверстий получают растачиванием (употребление разверток целесообразно только в случае обработки больших партий деталей).
Наружные основные поверхности с образованием прямых уступов формируют проходным подрезным резцом с углами j =95° j1 =5° для черновой обработки и контурными резцами с углами j =93° и j1 =32° для чистовой обработки.
При обработке внутренних основных поверхностей используют центровочные и спиральные сверла а также расточные проходные резцы с углами j =95° j1 =5° для черновой обработки и расточные контурные резцы с углами j =93° j1 =32° для чистовой обработки. Размеры расточного инструмента устанавливают соответственно размерам обрабатываемых отверстий: диаметру и длине.
Для обработки глухих отверстий используют перовые или спиральные донные сверла диаметром 25 30 35 40 45 и 50 мм.
Для образования наружных и внутренних дополнительных поверхностей необходимы прорезные резцы резцы для угловых канавок резьбовые резцы с углом j =60° 55° (для метрических и дюймовых резьб).
Конструкция инструмента и резцедержателей должна обеспечивать возможность предварительной настройки инструмента на размер вне станка быструю и точную установку инструмента в рабочую позицию на суппорте или в револьверной головке формирование и отвод стружки в условиях автоматической работы станка с ЧПУ.
На основании опыта многолетней работы станков с ЧПУ сделаны следующие выводы об их преимуществе по сравнению с обычными станками:
экономия на трудозатратах (сокращение количества рабочих) достигает 25 – 80%;
один станок с ЧПУ заменяет от 3-х до 8-ми обычных станков чем обеспечивается сокращение оборудования рабочей силы и производственных площадей;
использование любых новых конструкций обычного оборудования увеличивает производительность труда в среднем на 3 – 5% в год использование станков с ЧПУ сразу подымает эту цифру до 50%;
доля машинного времени в штучном времени возрастает с 15 – 35% до 50 – 80% что повышает коэффициент использования фонда рабочего времени;
сроки подготовки производства сокращаются на 50 – 70%;
экономия на стоимости проектирования и изготовления оснастки составляет от 30 до 80%;
точность изготовления деталей в некоторых случаях возрастает в 2 – 3 раза количество и стоимость доводочных операций уменьшается в 4 – 8 раз.
Технологическое проектирование
1 Назначение и конструкция детали и сборочного узла
Редуктором называют механизм состоящий из зубчатых или червячных передач выполненный в виде отдельного агрегата и служащий для передачи мощности от двигателя к рабочей машине.
Червячные редукторы применяют для передачи движения между скрещивающимися (обычно под прямым углом) осями. Одним из существенных преимуществ червячных редукторов является возможность получить большое передаточное число в одной ступени (до 80 в редукторах общего назначения и до нескольких сотен в специальных редукторах). Данные редукторы обладают высокой плавностью хода и бесшумностью в работе и самоторможением при определенных передаточных числах что позволяет исключать из привода тормозные устройства.
Червячная передача состоит из червяка и червячного колеса. Червяк изготавливают из стали за одно целое с валом (вал - червяк) резанием фрезерованием или накаткой (в горячей состоянии) с последующим упрочнением боковых поверхностей витков червяка. В опорах вала-червяка могут быть установлены как роликовые конические однорядные так и шариковые радиально - упорные однорядные подшипники. Червячное колесо представляет собой сборочную единицу состоящую из центра и зубчатого венца. Венец надет на центр с натягом который выбирают из условия обеспечения передачи вращающего момента от колеса. Колесо в свою очередь надето на вал с натягом (для лучшего центрирования) а вращающий момент на вал передают с помощью шпоночного соединения.
Таблица 1 – Химический состав стали 40Х ГОСТ4543-71 %
Таблица 2 – Механические свойства стали 40Х ГОСТ4543-71
2 Анализ технологичности конструкции детали
Деталь изготовлена из легированной стали 40Х и проходит термообработку что имеет большое значение в отношении короблений возможных при нагревании и охлаждении детали.
Червяк представляет собой деталь типа тела вращения. Деталь является достаточно жесткой что позволяет использовать высокопроизводительное оборудование и вести обработку на нормативных режимах резания не уменьшая их. Обработка почти всех поверхностей ведется с установкой по центровым отверстиям что позволяет значительно снизить погрешность установки детали. Конструкция детали дает возможность совмещать конструкторские технологические и измерительные базы.
Конструкция детали достаточно технологична. Для обработки всех поверхностей детали существует возможность применения высокоэффективного оборудования и высокопроизводительных методов обработки. Некоторые размеры детали обеспечиваются самим инструментом. Шпоночные пазы находятся в одной плоскости что упрощает их обработку. К недостаткам можно отнести различные углы наклона боковых граней в местах нарезки резьбы и глубину паза на конической поверхности детали. Также нетехнологичным я является то что шпоночные пазы имеют различную ширину.
Также наблюдается уменьшение диаметров поверхностей от середины к торцам вала.
Жесткость вала обеспечивается достижение необходимой точности при обработке так как ld меньше 10 12.
К нетехнологичным элементам данной детали относят нарезание витков червяка.
Проанализировав перечисленное выше условие делаем вывод что данная деталь является технологичной.
В соответствии с ГОСТ 14.202-73 рассчитываем показатели технологичности конструкции детали.
Средний квалитет точности обработки детали [3]
где – номер квалитета точности
- количество размеров деталей обрабатываемых по - му квалитету.
Для расчета составляем исходную таблицу точности 3
Таблица 3.2.1- Точность поверхностей детали
Квалитет точности JT
Количество размеров n
Коэффициент точности обработки [3]
Средняя шероховатость поверхностей [3]
где- значение шероховатости
-количество поверхностей имеющих шероховатость .
Для расчета составляем исходную таблицу 2.2 шероховатости детали.
Таблица 3.2.2 - Шероховатость поверхностей детали
Шероховатость Rа мкм
Количество поверхностей n
Коэффициент шероховатости детали
Коэффициент использования материала
Так как расчетное значение коэффициента точности обработки больше нормативного равного 08 и значение коэффициента шероховатости поверхностей также больше нормативного равного 018 (ГОСТ 14.201-83) можно сделать вывод о том что с количественной оценки конструкция червяка технологична.
В целом конструкция червяка является достаточно технологичной и позволяет сравнительно легко и гарантированно обеспечивать заданные требования известными технологическими способами. При этом на всех операциях обеспечивается соблюдение принципа единства и постоянства баз.
3 Выбор метода получения заготовки
Согласно приведенного в пункте 3 расчета производство является среднесерийным. С целью максимального приближения формы заготовки к форме готовой детали а соответственно и снижения расхода материала предусмотрим получение заготовки на КГШП.
При данном методе получения заготовки обеспечиваются минимальные припуски и достаточно высокая точность заготовки.
Сравним данный метод получения заготовки с базовым (отрезка из проката ø90) для определения эффективности выбора заготовки.
Определим коэффициент использования металла Ким и затраты на материал заготовки М для базового варианта:
Стоимость заготовки в этом случаи определяется по формуле:
гдеМ-затраты на материал заготовкируб;
Со.з.-технологическая себестоимость правки руб.
Расчеты затрат на материалы и технологической себестоимости выполняются по формулам:
гдеQ-масса заготовкикг;
S-цена 1 кг.материала заготовкируб;
Sотх.-цена 1 кг. отходов руб.
гдеСп.з.-приведенные затраты на рабочем месте рч [1];
tшт- трудоемкость операции резкимин.
Рассчитаем те же показатели для заготовки из поковки.
Стоимость заготовки полученного штамповкой определяется по формуле [1]
Q - масса заготовки;
Кт - коэффициент зависящий от класса точности Кт=1;
Кс - коэффициент зависящий от степени сложности Кс=077;
Кв - коэффициент зависящий от массы заготовки Кв=08;
Км - коэффициент зависящий от марки материала Км=113;
Кп - коэффициент зависящий от объема выпуска заготовок Кп=1.
Принимаем для проектируемого технологического процесса штампованную заготовку полученную на КГШП.
При этом годовая экономия составит
4 Анализ базового технологического процесса
В базовом техпроцессе заготовкой является прокат. При обработке червяка применяются высокопроизводительные станки с ЧПУ.
Для обеспечения точности и высоких скоростей резания используется режущий инструмент с механическим креплением твердосплавных пластин .
После выполнения токарных операций в базовом технологическом процессе предусмотрена термическая обработка для устранения наклепа и снятия внутренних напряжений. После термообработки производится отделочная операция по правке центровых отверстий точность изготовления которых необходима в дальнейшем для уменьшения погрешности базирования на дальнейших операциях.
Базовый маршрутный техпроцесс представлен в таблице 3.4
Таблица 3. 4 - Маршрутный техпроцесс обработки вала
Наименование и краткое содержание операции
Технологические базы
Фрезерно - центровальная
Сверло центровочное 2317 – 0019 ГОСТ 14952 – 75
Наружная цилиндрическая поверхность торец
К014976.000 ГОСТ 18879-73;
Развертка 2373 – 4012
Наружная цилиндрическая поверхность
Круг 1 600×80×305 14А
-ПС1-С2 7К5 50 мс А 1кл.
Фреза 2234 – 0015 ГОСТ 9140 – 78
Установить деталь во втулке поджав центром
Круг1 400×16×203 25А
-П С1 7К5 35 мс А 1кл.
Игла 3908-0037 ГОСТ 17654-85(2 шт.) карандаш3908-0063 ГОСТ 607-80.
Центровые отверстия поводок
Круг 1 400×16×203 25А
Игла 3908-0037 ГОСТ 17654-85(2 шт.) карандаш3908-0063 ГОСТ 607-80 шаблон 8384-4054-01
Полировать деталь согласно эскизу.
Шкурка полировальная тканевая 2С770х50
Чтобы уменьшить затраты на изготовление данного изделия следует заменить старые станки на более усовершенствованные с числовым программным управлением что улучшает качество и количество обрабатываемых изделий. Операции 055 и 060 совместим и заменим станок ДФ1016 на вертикально-фрезерный с ЧПУ 6Р13Ф3. Шлифовальные станки заменим на руглошлифовальный с ЧПУ KAAST СRG CNC 1040. На 110 операции выполняется полирование на токарном станке. Заменим её на алмазное выглаживание. Заменим заготовку-пруток на паковку. Механизируем за счет добавления пневмопривода и универсализируем приспасобление. Применять мерительный и режущий инструмент на современном оборудовании можно увеличить производительность процесса изготовления детали.
5 Принятый маршрутный технологический процесс
Таблица 3.5.1 – Маршрутный техпроцесс изготовления шестерни (принятый технологический процесс)
Установить и закрепить заготовку.
Фрезеровать 2 торца одновременно (L = 452-05)
Центровать 2 отверстия одновременно.
14 – 0277 ГОСТ22085 – 78
Сверло центровочное 2317 – 0018 ГОСТ 14952 – 75
А. Установить и закрепить заготовку.
Обточить начерно по контуру пов. ø302 >1:10ø46 ø606 ø686 ø528ø846
Обточить начисто по контуру пов. ø454 ø548 ø602 ø68 ø52 ø842 фаски канавки нарезать резьбу М30х2-8g
Б. Установить и закрепить заготовку.
Обточить начерно по контуру поверхности ø485; ø508;ø624; ø524
Обточить начисто по контуру пов. ø502; ø62; ø52 фаски канавки нарезать резьбу М48х15-8g
Развернуть 2 центровых отверстия одновременно.
Вериткальнофрезерная с ЧПУ
Фрезеровать шпоночный паз(L=52+1 b=12)
Фрезеровать шпоночный паз (L=25±05 b=8±02)
Править резьбу М48х15-8g
Нарезать виток червяка
Развернуть 2 центровых отверстия одновременно
пов.ø45 пов. ø45-01 пов. 60±00095 пов. ø84
Торцекруглошлифовальная
пов. 50±008 и торец.
Шлифовать коническую поверхность
шлифовать виток червяка
Игла 3908-0037 ГОСТ 17654-85 (2шт.) карандаш3908-0063 ГОСТ 607-80 шаблон 8384-4054-01
Выглаживать поверхность 45-01
6 Расчет припусков на обработку
Расчёт припусков на заготовку
Рассчитаем припуски по технологическим переходам на обработку диаметрального размера и линейного размера 452-05.[1].
Технологический маршрут обработки поверхности состоит из чернового растачивания чистового растачивания и однократного шлифования.
Таблица 7.1 – Расчёт припусков и предельных размеров по технологическим переходам на обработку отверстия.
Технологические переходы обработки отверстия
Элементы припуска мкм
Расчётный припуск мкм
Расчётный размер мкм
Предельные размеры мкм
Предельные припуски мкм
Шлифование чистовое
Запишем технологический маршрут обработки а также соответствующие заготовке и каждому технологическому переходу значения элементов припуска в таблицу 7.1.
гдеrк.о. – общая кривизна заготовки мм;
rц – погрешность зацентровки мм;
гдеDк – удельная кривизна стержня Dк = 06 мкммм;
L – длина заготовки L = 452 мм;
Погрешность зацентровки определим по формуле
где з – допуск на поверхность используемой в качестве базовой на фрезерно-центровальной операции з = 22 мм (по ГОСТ 7505-74);
Остаточные пространственные отклонения определяются по формуле
где – коэффициент уточнения формы определяется по [1] стр. 73.
После чернового растачивания 13=0078мм.
После чистового растачивания 13=0052 мм.
После шлифования 13=0026 мм.
Определяем значения – глубины дефектного слоя и – высоты микронеровностей соответствующих технологических переходов.
Для заготовки =200 мкм; 300 мкм.
Для чернового растачивания =50 мкм; 50 мкм.
Для чистового растачивания =30 мкм; 30 мкм.
Для шлифования =63 мкм; 15 мкм.
Определяем минимальные значения припусков по формуле
Минимальный припуск под черновое растачивание
Минимальный припуск под чистовое растачивание
Минимальный припуск под шлифование
Определим расчётные размеры начиная с чертёжного размера путём последовательного прибавления минимального припуска каждого технологического перехода.
Определяем значения допусков для каждого технологического перехода по ГОСТу 7505–89.
Для заготовки по ГОСТ 7505–89 2200 мкм;
Для чернового растачивания 740 мкм;
Для чистового растачивания 120мкм;
Для шлифования 19 мкм.
Определим наибольший предельный размер dmax прибавлением допуска к наименьшему предельному размеру dmin:
Определим предельные значения припусков как разность наименьших предельных размеров и – как разность наибольших предельных размеров предшествующего и выполняемого перехода.
Определяем номинальный припуск по формуле 7.6
где– минимальный предельный припуск мм;
– верхнее отклонение размера заготовки мкм;
– допуск на деталь мкм.
По ГОСТ 7505-89 = 900 мкм.
Определяем номинальный размер заготовки по формуле:
Производим проверку вышеизложенного расчёта
Вывод: вышеизложенный расчёт выполнен верно.
Графическая схема расположения припусков и допусков на обработку отверстия мм представлена на рисунке 7.1.
Рисунок 7.1– Схема графического расположения припусков и допусков на обработку отверстия
Рассчитаем припуски по технологическим переходам на обработку размера 452-05.
Маршрут обработки торца включает следующие операции (переходы):
Фрезерование торцев.
Выбираем значения высоты микронеровностей и глубины поверхностного дефектного слоя и заносим их в таблицу 7.2.
Определяем величину суммарного пространственного отклонения мкм:
Расчет минимальных значений припусков производим пользуясь основной формулой:
Определяем расчетный размер мм:
Записав в соответствующей графе расчетной таблицы значения допусков на технологические переходы и заготовку в графе “предельный размер” определяем их минимальные значения для технологического перехода округляя расчетные размеры.
Наибольшие предельные размеры вычисляем прибавлением допуска к наименьшему предельному размеру:
Предельное значение припуска определяем как разность наибольших предельных размеров и – как разность наименьших предельных размеров предшествующего и выполняемого переходов:
Проверка правильности расчетов:
Расчеты выполнены верно.
Расчеты приводим в таблице 7.2.
Таблица 7.2 – Расчет припусков и предельных размеров по технологическим переходам на обработку поверхности длиной 452-05 мм.
Расчетный припуск Zmin мкм
Расчетный размер lр
Предельный размер мм
Предельное значение припуска мкм
Величину номинального припуска определяем с учетом несимметричности расположения поля допуска заготовки:
Номинальный размер заготовки:
Схема графического расположения припусков и допусков на обработку поверхности длиной 452 мм приведена на рисунке 7.2.
Рисунок 7.2 – Схема графического расположения припусков и допусков на обработку длины 452-05
Припуски на остальные поверхности рассчитываем согласно рекомендациям [1] и ГОСТ7505-89.
Таблица 7.3 – Припуски и предельные отклонения на обрабатываемые поверхности
Предельные отклонения
7 Расчёт режимов резания
7.1 Расчёт режимов резания аналитическим методом
Используя аналитические формулы и справочные данные приведенные в справочнике технолога-машиностроителя [4] производим расчёт режимов резания на токарную и вертикально-сверлильную операции.
7.1.1 Расчёт режимов резания на операцию №030– вертикально - фрезерная
Исходные данные для расчета.
Обрабатываемый материал – сталь 40Х ГОСТ4543-71; в=750 МПа; станок вертикально - фрезерный 6Р13Ф3
Характеристика обрабатываемой поверхности:
Фрезеруется шпоночный паз – В = 12мм длиной – L = 52 +1мм.
Выбор режущего инструмента:
Фреза 2234-0135 ГОСТ6396-78 (диаметром 12 мм; L=73мм).
гдеСv – коэффициент учитывающий обрабатываемый материал;
D–диаметр фрезы в мм;
T – стойкость инструмента в мин;
t– глубина резания в мм;
Кv – общий поправочный коэффициент на скорость резания.
Определим коэффициент Кv по формуле из [4]
где– коэффициент учитывающий обрабатываемый материал;
– коэффициент учитывающий состояние поверхности заготовки;
– коэффициент учитывающий материал инструмента.
Значение коэффициента Кмv рассчитаем по формуле
гдеB – предел прочности B = 750 МПа;
KГ – коэффициент учитывающий группу стали KГ = 1;
nv – показатель степени nv = 1;
Тогда скорость вращения фрезы:
Определим частоту вращения фрезы:
гдеD – диаметр фрезы мм;
принимаем станка n = 473 мин-1 .
Уточним скорость резания:
Определим силу резания по формуле из [4]:
гдеСр – коэффициент учитывающий обрабатываемый материал;
D – диаметр фрезы в мм;
Кмр – общий поправочный коэффициент на силу резания.
Определим мощность резания по формуле из [4]:
гдеPz – сила резания в Н;
V – скорость резания в м мин.
Проверяем достаточность мощности привода станка.
У станка мод. 6Р13Ф3
гдеNДВ – мощность двигателя в кВт.;
NШП = 3 × 085 = 255 кВт.
Обработка возможна при условии что N ≤ NШП следовательно обработка возможна так как 016 255.
1.2 Расчёт режимов резания на операцию №015– токарная с ЧПУ.
Обрабатываемый материал – сталь 40Х ГОСТ4543-71; в=750 МПа; станок токарный с ЧПУ 16К20Ф3. Точиться поверхность диаметром 846±03мм
Резцы: 2102-4084 ГОСТ 18879-73
Скорость резания по формуле из [3]:
гдеD = 846 мм - диаметр детали;
принимаем nст.=372 (мин-1)
Уточняем скорость резания
V = 314×846×3721000 = 98 ммин.
Cилы резания определяется по формуле из (4):
Рz(Px Py) = 10 ·Ср·txp·Syp·Vnp·Kp Н(8.10)
Рz = 10 · 300 ·151 ·170.35·121-0.15·075 = 1450 Н.
Nрез = Pz·V(1020·60) кВт(8.11)
Nрез = 1450·98(1020·60)= 23 кВт.
Проверим осевую силу резания по допустимому усилию подачи станка и мощности резания: Станок 16K20Ф3
Условие по проверке осевой силы резания по допустимому усилию подачи станка и мощности резания выполнено.
2 Расчёт режимов резания по нормативам
2.2 Расчёт режимов резания на операцию №015– токарная с ЧПУ.
Обрабатываемый материал – сталь 40Х ГОСТ4543-71; в=750 МПа; станок токарный с ЧПУ 16К20Ф3. Точение поверхности диаметром 46±03мм
Резцы: 2102-4008 ГОСТ 18879-73
Lр.х. = lр + у = 218 + 43 = 261 мм (8.13)
у = 43 мм - длина пробега.
Определяем подачу по формуле из [6]:
S0 = Sot Ks cos b(8.14)
гдеSot = 07 ммоб - табличная подача;
Ks = 1 - коэффициент учитывающий материал детали.
S0 = 07 1 0961 = 192 ммоб.
Определяем скорость резания:
гдеVt = 90 ммин - табличная скорость резания;
K1 = 09 - коэффициент учитывающий материал детали;
К2 = 12 - коэффициент учитывающий стойкость инструмента.
V = 90·09·12= 972 ммин.
Определяем частоту вращения
гдеD = 46 мм - диаметр детали:
По паспорту станка nст.=670 (мин-1)
V =314×46×6701000 = 968 ммин.
2.3 Расчёт режимов резания на операцию №055– Круглошлифовальная
Обрабатываемый материал – сталь 40Х ГОСТ4543-71; в=750 МПа; станок – круглошлифовальный мод. 3М152.
Шлифуется поверхность диаметром – D = 45мм длиной –
L = 53 ± 02 мм. Припуск на диаметр h = 02 мм.
Выбор режущего инструмента.
Маркировка абразива – 14А; индекс зернистости – П (содержание основной фракции при зернистости № 6 55%); структура круга – средняя № 1; керамическая связка – к1; класс круга – А; допускаемая окружная скорость круга – 50 мсек. Диаметр круга – Dk = 600 мм; ширина круга – Вк = 63 мм. Маркировка полной характеристики круга: «Шлифовальный круг МАЗ 14А25ПС17К550А1 500×305×63 ГОСТ 2424 - 83».
Определяю глубину резания t = h = 02 мм.
Скорость шлифовального круга
гдеDk – диаметр шлифовального круга (500 мм);
nk – частота вращения шлифовального круга (1450 мин-1).
Итак скорость шлифовального круга Vk = 46 мсек что входит в предел диапазона Vk =45 50 мсек.
Скорость движения деталиVД = 15 20 ммин. Принимаем VД = 20 ммин. Эта скорость может быть установлена на станке мод. 3М152Ф3 имеющим бесступенчатое регулирование скорости вращения шпинделя заготовки в пределах 2 40 ммин.
Глубина шлифования (вертикальная подача круга) tВ = 0005 0015мм. Принимаю tВ = 001ммоб; такая величина вертикальной подачи круга имеется у используемого станка.
Определяем мощность резания:
гдеVд – скорость движения детали
t – глубина резания.
Выписываем значения коэффициентов и показателей степени:
СN = 13; r = 075; y =055
Время выхаживания tвых=008мин
Слой снимаемый при выхаживании: aвых=005мм
Проверяем достаточность мощности двигателя шлифовального шпинделя. Станок мод. 3М152:
Nшп=Nдв×=10×085=85 кВт
гдеNдв – мощность двигателя станка (10 кВт); – К.П.Д. станка (085);
N ≤ Nдв (028 85) следовательно обработка возможна.
Аналогично рассчитываем режимы резания на другие операции и заносим результаты расчетов в таблицу 8.1
Таблица 8.1– Сводная таблица режимов резания
Наименование операции перехода
Глубина резания t мм
Длина резания Lрез мм
Подача sо(sр) ммоб (ммзуб)
Частота вращения n мин-1
Минутная подача sм мммин
Фрезерно-центровальная
Сверление центровых отверстий
Черновое точение поверхностей ø302 >1:10ø46 ø606 ø686 ø528ø846
Чистовое точение поверхностей ø454 ø548 ø602 ø68 ø52 ø842 фаски
Нарезание резьбы М30х2-8g
Черновое точение поверхностей ø485; ø508;ø624; ø524
Чистовое точение поверхностей ø502; ø62; ø52 торец и фаски
Нарезание резьбыМ48х15-8g
Вертикальнофрезерная с ЧПУ
9 Техническое нормирование
В среднесерийном производстве рассчитывается норма штучно-калькуляционного времени[7]:
где – штучное время мин;
– подготовительно-заключительное время;
– размер партии деталей.
Штучное время определяется по формуле (9.2)
где – оперативное время мин;
– время на обслуживание рабочего места отдых рабочего
определяется в процентах от оперативного времени.
Операция №015 – токарная с ЧПУ
Определяем основное время
гдеL – длина рабочего хода в мм.;
S0 – подача на оборот в ммоб.;
n – частота вращения шпинделя в мин-1;
гдеI – длина резания в мм.;
y – величина врезания в мм.;
- величина перебега в мм.;
L1 = 331 + 35 + 8 =374 мм.;
Определяем вспомогательное время
tв = tв.у + tм.в = 13 + 015 = 145 мин.(9.3)
гдеtв.у – время на установку и закрепление детали мин.
tв.у – время связанное с выполнением вспомогательных ходов и перемещений инструмента при обработке поверхностей мин.;
Определяем оперативное время.
tоп = to + tв = 144 + 145 = 289 мин.;(9.4)
Определяем время на организационное обслуживание рабочего места
tорг.об = 2% × tоп = 002 × 289 = 006 мин. (9.5)
Определяем время на отдых
tотдх = 2% × tоп = 002 × 289 = 006 мин.
Определяем штучное время.
tшт = tоп + +tорг.об +tотдх = 289+ 006 + 006 = 301 мин.(9.6)
Определяем подготовительно – заключительное время
Определяем штучно - калькуляционное время.
гдеn – количество деталей в партии (n = 56 шт.).
Операция №030 – вертикально- фрезерную
Выполняется фрезерование шпоночного паза по длине L= мм.
Основное время на операцию:
Вспомогательное время :
- включение и выключение станка: t1=005 мин;
- подвод и отвод инструмента: t2=007 мин;
- время перемещение фрезерной головки: t3=015 мин;
tв=005+007+015=027 мин.
toп=108+027=1107 мин
Время на обслуживание рабочего места и отдых [10]:
tобс=0076*1107=084 мин
tшт = tоп +(tорг.об +tотдх) = 1107+ 084= 1191 мин.
Подготовительно-заключительное время:
tп.з=21+4+3+2=30 мин
Таблица 9.1 – Сводная таблица норм времени
Наименование операции
Вспомогательное время
Время обслуж. и отдыха
Подготовительно-закл. время
Верт.-фрезерная с ЧПУ
Производим уточнение типа производства.
В этом случае для нового технологического процесса по формуле 9.8 рассчитываем необходимое количество оборудования по операциям
Определяем количество станков по формуле
где– годовая программа шт.;
– штучное или штучно-калькуляционное время;
– действительный фонд времени ч. (=4029);
– нормативный коэффициент загрузки оборудования (=085).
Фактический коэффициент загрузки рабочего места вычисляется по формуле.
По формулам 9.9 и 9.10 определяем фактический коэффициент загрузки рабочего места и количество операций выполняемых на рабочем месте.
где – принятое количество станков.
Количество операций выполняемых на рабочем месте определяется по формуле:
Рассчитанные значения для всех операций заносим в сводную таблицу 9.2
Таблица 9.2 –Расчетные данные для уточнение типа производства
Суммарное число операций =17819.
Определим коэффициент закрепления операций по формуле
По ГОСТ 3.1121-84 коэффициенту закрепления операций соответствует среднесерийное производство ().
11 Схема сборки. Технологический процесс сборки редуктора
Согласно заданию на дипломное проектирование необходимо разработать схему и технологический процесс сборки редуктора. Проведя анализ сборочного чертежа редуктора составляем схему сборки (рисунок 3.11.1) и технологический процесс сборки который представлен в виде таблицы 3.11.1.
Рисунок 3.11.1 – Схема сборки редуктора
15 Параметрическая оптимизация режима чернового продольного точения червяка на станке 16К20Ф3
15.1 Постановка задачи
Цель оптимизации состоит в определении оптимальных режимов точения на станке модели СА200Л с помощью ЭВМ что позволяет сократить затраты времени на выполнение расчетов а так же вести обработку с наименьшими затратами при заданных требованиях к точности и качеству обрабатываемых поверхностей.
Расчет и оптимизация режимов резания выполняется с использованием математической модели процесса обработки состоящей из целевой функции и ограничений отражающих цели оптимизации и закономерности резания металлов.
Составим математическую модель оптимизации режимов точения на станке модели СА200Л.
где tо – основное время обработки мин;
Lр.х. – длина резания мм;
i – количество рабочих ходов инструмента.
15.2 Определение ограничений по техническим характеристикам элементов технологической системы и требованиям предъявляемым к обработанной поверхности
На втором этапе постановки задачи параметрической оптимизации необходимо определить состав ограничений которые определяются характеристиками элементов технологической системы и техническими требованиями предъявляемыми к обработанной поверхности.
Последовательно рассмотрим задание ограничений обусловленных
техническим характеристикам элементов технологической системы и техническим требованиями предъявляемыми к обработанной поверхности.
При постановке задачи оптимизации режимов резания технические характеристики металлорежущего станка могут определять ограничения приведенные ниже.
Задание ограничений по диапазону регулирования скоростей вращения
шпинделя может быть представлено в следующим образом.
При бесступенчатом регулировании привода шпинделя и подачи система ограничений будет иметь следующий вид:
Smin Smax – соответственно минимальное и максимальное значения подачи определяющие диапазон регулирования продольных или поперечных подач станка.
При предварительной обработке заготовок необходимо учитывать ограничение по мощности привода шпинделя станка:
где Nр – мощность затрачиваемая на резание;
Nпр – мощность привода главного движения станка;
– КПД привода шпинделя станка.
Следующий компонент технологической системы – режущий инструмент может определять в общем случае следующую группу ограничений.
Ограничение по периоду стойкости инструмента:
где Т – период стойкости инструмента который соответствует оптимальной комбинации n
Тэ – экономически рациональный период стойкости инструмента мин.
При обработке поверхностей заготовок с большими глубинами резания необходимо учитывать ограничения связанные с прочностью режущего инструмента.
Например для резцов оснащенных твердосплавными режущими пластинами в зависимости от толщины режущей пластины и глубины резания может быть задана предельно допустимая подача:
где Sдоп – подача допустимая прочностью режущей пластины.
Ограничения связанные с четвертым компонентом технологической системы – деталью должны учитывать требования к точности качеству обработанной поверхности и к жесткости детали.
При обработке поверхностей заготовок с обеспечением требуемой высоты микронеровностей Ra необходимо задавать ограничение по предельному значению шероховатости обработанной поверхности:
где Raпов – шероховатость обработанной поверхности которая задана на чертеже детали или операционном эскизе.
15.2 Функциональная модель процесса резания
Для составления функциональной модели процесса резания могут быть использованы уравнения которые приведены в [косилова] или полученные экспериментальным путем. Например используя уравнения приведенные в [косилова] можно составить функциональную математическую модель процесса продольного точения которая приведена ниже:
Скорость резания V при продольном точении определяется по уравнению:
где D – диаметр обрабатываемой поверхности.
Период стойкости инструмента Т при продольном точении:
t – глубина резания определяемая величиной операционного припуска.
Главная составляющая Pz силы резания при продольном точении:
Мощность резания при продольном точении:
Шероховатость обработанной поверхности [9].
где r – радиус при вершине резца;
γ - передний угол режущей пластины;
ρ - радиус при вершине резца;
k0 k1 k2 k3 k4 – эмпирические коэффициенты.
15.3 Содержание информационного обеспечения процедуры параметрической оптимизации
Таблица 3.15.1 – Справочник металлорежущих станков
Способ регулиро-вания частоты вращения шпинделя
Способ регулиро-вания привода подач
Усилие допустимое механизмом поперечной подачи
Таблица 3.15.2 – Справочник станочных приспособлений
Код группы приспособления
Максимальный диаметр закрепляемой заготовки
диаметр закрепляемой заготовки
Предельно допустимая частота вращения
Наибольший крутящий момент
Таблица 3.15.3 – Справочник режущих инструментов
Код группы инструмента
Допустимая глубина резания
Предельно допустимая подача
Экономически выгодный период стойкости сверла
Главный угол в плане
Радиус скругления вершины резца
Главный передний угол
Таблица 3.15.4 – Справочник нормативных данных для расчета скорости резания
Код группы инструментов
Код инструментального материала
Код группы обрабатываемого материала
Показатель степени nv
Показатель степени xv
Показатель степени _yv
Показатель степени mv
Таблица 6. Справочник нормативных данных для расчета тангенциальной составляющей силы резания Pz
Показатель степени xp
Показатель степени yp
Показатель степени np
Таблица 3.15.5 – Справочник нормативных данных для расчета тангенциальной составляющей силы резания Py
Таблица 3.15.6 – Справочник нормативных данных для расчета тангенциальной составляющей силы резания Px
Таблица 3.15.7 – Справочник нормативных данных для расчета шероховатости обработанной поверхности Ra
Код группы технологических переходов
Показатель степени k1
Показатель степени k2
Показатель степени k3
Показатель степени k4
Показатель степени k5
Показатель степени k6
Показатель степени k7
Показатель степени k8
15.4 Выбор метода решения задачи и схема алгоритма
Для решения задачи воспользуемся методом обхода узлов пространственной сетки образованной значениями ступенчатых частот вращения шпинделя и подач станка.
При реализации этого метода в каждом узле сетки независимых переменных n и S вычисляется значение целевой функции и функций ограничений. Из всех возможных сочетаний ni и Si удовлетворяющих наложенным ограничениям выбирается то которое обеспечивает максимум целевой функции.
Рисунок 3.15.1 – Схема алгоритма оптимизации режима чистового продольного точения на станке 16K20Ф3 с бесступенчатым регулированием частоты вращения шпинделя и бесступенчатым регулированием подачи суппорта.
15.5 Анализ результатов оптимизации
Сравнивая данные полученные автоматизированным путем и данные полученные при неавтоматизированном расчете делаем вывод что режимы резания полученные в результате автоматизированного расчета осуществляются с более высокими величинами скорости резания и следовательно в результате оптимизации происходит уменьшение основного времени а также времени на аналитический расчет режимов резания что влечет за собой повышение производительности при проектировании и механической обработки деталей.
Сокращение затрат времени на механическую обработку по оптимизированным режимам относительно режимов резания рассчитанных не автоматизированным способом составит в соответствии с расчетами программы 8297%.
Текст программы расчета представлен в приложении Г.
Конструирование и расчет приспособлений
1 Расчёт и проектирование автоматического станочного приспособления. Станочное приспособление для фрезерования шпоночного паза
1.1 Назначение и устройство приспособления
Данное приспособление предназначено для базирования валов по наружной цилиндрической поверхности и их закрепления при фрезеровании шпоночных пазов.
В приспособлении заготовка устанавливается на призму 8 и упирается торцем в торцовую поверхность призмы. Под действием давления сжатого воздуха подаваемого в пневмоцилиндр поршень 5 вместе со штоком перемещается вправо. Перемещаясь поршень двигает клин 17. При движении клина 17 вправо ползуны расходятся поворачивая рычаги и осуществляется зажим заготовки. При движении поршня и штока влево происходит открепление заготовки. Приспособление устанавливается на стол 4 вертикально-фрезерного станка и крепиться при помощи четырёх болтов.
1.2 Расчет привода приспособления
Определяем силу резания при фрезеровании шпоночного паза
где – глубина фрезерования в мм;
– подача на зуб фрезы в ммзуб;
– ширина фрезерования в мм;
– число зубьев фрезы;
– диаметр фрезы в мм;
– частота вращения фрезы в обмин;
– поправочный коэффициент на качество обрабатываемого
Коэффициент и показатели степени определяем по [12].
Рисунок 11.1 – Схема сил действующих на заготовки
Необходимое усилие для закрепления заготовки определяется по формуле
где – коэффициент трения между прихватами и заготовкой;
– коэффициент трения между заготовкой и призмой;
– коэффициент запаса.
где – гарантированный коэффициент запаса;
– коэффициент учитывающий степень затупление инструмента;
– коэффициент учитывающий неравномерность припуска;
– коэффициент учитывающий прерывистость резания;
– коэффициент учитывающий непостоянство сил закрепления;
– коэффициент учитывающий непостоянство положения сил на поверхностях контакта установочных элементов с заготовкой.
Определяем усилие на штоке пневмоцилиндра
где – приведенный угол трения качения на наклонной плоскости клина;
– угол подъёма клина
Определяем диаметр цилиндра
где – давление воздуха в МПа;
– общий КПД пневмопривода;
1.3 Расчет приспособления на прочность
Производим проверочный расчёт оси по допускаемым напряжениям на срез.
где – сила действующая в радиальном направлении оси в Н;
– допускаемое напряжение на срез в МПа.
Для стали 45 ГОСТ 1050-88 МПа.
Ось из материала сталь 45 ГОСТ 1050-88 выдерживает прикладываемую нагрузку т.к. МПа МПа.
2 Упругий алмазный выглаживатель
Алмазное выглаживание отличается сравнительно малой площадью
контакта инструмент-деталь поэтому применяется при обработке нежестких
деталей прочных и закаленных материалов. Алмазное выглаживание
наружных внутренних и фасонных поверхностей аналогично обработке
роликами и шарами. При алмазном выглаживании обработка поверхностным
пластическим деформированием проводится в условиях трения скольжения (с
малым коэффициентом трения) а при обкатке роликами и шарами – трения
качения. Рабочим инструментом служат простые по конструкции державки с
наконечниками из естественных и искусственных алмазов в виде полусферы
цилиндра или конуса. Выглаживают детали жестким или нежестким
(подпружиненным) инструментом. Номенклатура деталей обрабатываемых
алмазными выглаживателями чрезвычайно велика.
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:
высокой твердостью;
низким коэффициентом трения;
высокой степенью чистоты;
высокой теплопроводностью.
Рис. 4.2 – Упругий алмазный выглаживатель
Выглаживание производится: для уменьшения шероховатости поверхности
(отделка) упрочнения поверхностного слоя повышения точности размеров и
форм деталей (калибрование).
Прижатый к обрабатываемой поверхности с силой инструмент внедряется
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. Впереди выглаживателя образуется
валик пластически деформированного металла передняя поверхность
выглаживателя нагружается гораздо больше чем задняя поверхность. По этой
причине а также вследствие адгезионного взаимодействия между деталью и
инструментом в процессе выглаживания возникает тангенциальная
Рассмотрим теперь деформацию поверхностного слоя в направлении
При продольном перемещении выглаживатель раздвигает металл
деформируемых поверхностных неровностей в стороны. При этом со стороны
исходной поверхности образуется валик деформированного металла 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. Со
стороны невыглаженной поверхности образуется валик деформированного
металла правая полуповерхность (в направлении подачи) нагружена гораздо
больше чем левая полуповерхность. Поэтому в процессе выглаживания
возникает осевая сила.
В результате пластического деформирования обрабатываемой поверхности
происходит сглаживание исходных неровностей и образование нового
микрорельефа поверхности со значительно меньшей высотой неровностей.
Размер детали уменьшается на величину остаточной деформации. На величину
и форму образующихся неровностей влияет также неоднородность шероховатости поверхности и твердость обрабатываемой поверхности
колебания силы выглаживания вызванные биением детали и др. Это вызывает
отклонение исходного микрорельефа от полученного при деформации
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
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
имеет специфическое волокнистое строение исходная кристаллическая
решетка искажается.
Эффективность алмазного выглаживания различных материалов 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.
Сувеличением 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
тот слой не удаляется а претерпевает дополнительную упругопластическую
деформацию. Оптимальное усилие PУ= 300-200Н. При РУ=300Н возрастает глубинаупрочненного слоя увеличивается микротвердость в нижних слоях однакоуменьшение микротвердости в верхнем тонком поверхностном слое
происходит за счет уменьшения пластичности. Инструменты для выглаживания
Для изготовления выглаживателей используют природные и синтетические
Стойкость природных и искусственных алмазов примерно одинакова.
Инструмент со сферической формой заточки позволяет
обрабатывать наружные внутренние и плоские поверхности как методом
выглаживания так и вибровыглаживанием.
Цилиндрическую форму применяют только для обработки наружных цилиндрических поверхностей. Тороидальная форма широкого применения не нашла из-за отсутствия природных и синтетических алмазов большого размера.
Конический выглаживатель работает большой поверхностью конуса.
Применение. Алмазным выглаживателем можно обрабатывать почти все
применяющиеся в промышленности металлы и сплавы за исключением титана
циркония и ниобия так как они налипают на рабочую часть выглаживателя.
Детали: все виды поверхностей (наружные внутренние плоские
профильные) валов штоков цилиндров поршневых пальцев и т.д.
3 Робототехнический комплекс
3.1 Выбор компоновки РТК
Спроектируем компоновку РТК для выполнения операции на основе выбранного состава в который входит:
Токарный станок с ЧПУ «СА208Л» в количестве – 2 шт;
промышленный робот «Fanuc 2000
Накопитель «СТ-150» в количестве – 1 шт.
В качестве ключевых характеристик составляющего оборудования выделим:
открытость рабочей зоны станка спереди и сверху;
промышленный робот работает в сферической системе координат;
габаритные размеры единицы оборудования.
Компоновочная схема кругового типа является наиболее предпочтительной для данного состава РТК (рисунок 4.3.2).
Рисунок 4.3.1 – Круговая компоновка РТК
3.2 Назначение и устройство
Для обслуживания токарного станка СА208Л с открытой рабочей зоной спереди и сверху выбираем напольного робота с 6 управляемыми осями [4].
Требования которым должен соответствовать промышленный робот:
обеспечение заданной грузоподъемности;
размеры рабочей зоны промышленного робота должны определяться размерами формой и положением рабочих зон обслуживаемого оборудования;
захватное устройство промышленного робота выбирается с учётом конструктивно-технологических параметров объекта манипулирования;
ПР должен отвечать всем требованиям безопасности;
Для выбора промышленного робота работающего в составе РТК необходимо отметить основные требования которым должен соответствовать промышленный робот:
система управления промышленного робота выбирается с учетом способа позиционирования рабочего органа количества управляющих координат объема памяти;
захватное устройство ПР выбирается с учетом конструктивно-технологических параметров объекта манипулирования.
грузоподъемность промышленного робота должна превышать массу объекта манипулирования не менее чем на 10%.
Формы и размеры рабочей зоны должны быть такими чтобы загрузка и выгрузка заготовки из рабочей зоны основного и вспомогательного оборудования осуществлялась беспрепятственно.
Для промышленного робота работающего в составе РТК число степеней подвижности в наибольшей степени зависит от формы размеров и положения рабочей зоны оборудования и относительного положения ограничительных поверхностей образующих зону загрузки-разгрузки.
Погрешность позиционирования существенным образом влияет на процесс установки заготовки в приспособлении как основного так и вспомогательного оборудования.
Руководствуясь рекомендациями ученой литературы выбран промышленный робот модели “Fanuc R2000iB – 100L”.
-грузоподъемность – 100 кг;
-число степеней подвижности – 6;
-число захватных устройств на одной руке – 2;
-привод основных движений – пневматический;
-система управления – позиционная;
-число программируемых координат – 6;
-средство программирования перемещений – штекерная панель;
-емкость памяти системы число шагов – 24;
-погрешность позиционирования – ±03 мм;
-наибольший вылет руки – 2852 мм;
-линейное перемещение мм скорость мс;
- угловые перемещения ° угловая скорость °с:
Выбор вспомогательного оборудования для РТК будем производить с учетом формы и размеров заготовки поступающей на обработку. Форма и размеры заготовки существенно не изменяются после токарной операции поэтому в качестве вспомогательного оборудования выбираем Накопитель с отсекателем
Отсекатели применяются в загрузочных приспособлениях для отделения детали (или нескольких) от общего потока деталей находящихся в лотке-накопителе при этом она самотеком перемещается захват питателя загрузочного приспособления или в зону обработки станка.
Необходимость установки отсекателя в загрузочных приспособлениях определяется в зависимости от габаритных размеров детали ее формы от конструкции лотка-накопителя. Отсекатели применяется также для изменения направления движения перемещаемых деталей. В некоторых конструкциях загрузочных приспособлений отсекатель заменяет питатель а в других загрузочных приспособлениях имеются и отсекатель и питатель.
Перемещение (качение вращение) отсекателя осуществляется от собственного привода или от других механизмов загрузочного приспособления. Отсекатели работают синхронно с питателем загрузочного приспособления. По конструкции отсекатели бывают движковые штифтовые кулачковые барабанные дисковые.
Внешний вид промышленного робота представлен на рисунке 4.3.2.
Рисунок 4.3.2 – Общий вид промышленного робота Fanuc R2000iB – 100L
3.3 Построение и расчёт элементов траектории захватного устройства ПР
Построение траектории выполним в виде графического изображения пути перемещения геометрического центра захватного устройства ПР. Начало траектории свяжем с нулевой (исходной) точкой определенной в соответствии с исходным положением ПР.
На рисунке 4.3.3 представим траекторию; размеры элементов траектории и соответствующие комментарии укажем в таблице 6.1.
Рисунок 4.3.3 – Элементы траектории робота
3.4 Построение и расчет элементов траектории захватного устройства промышленного робота
Таблица 4.3.4 – Элементы траектории перемещения захватного устройства (схвата)
Величина перемещения мм (град)
Поворот руки ПР против часовой стрелки
Перемещение руки ПР вниз
Зажим заготовки схватом ПР
Перемещение руки ПР вверх
Перемещение руки ПР назад
Ротация руки на α=90 град
Перемещение руки ПР вперёд
Поворот руки ПР по часовой стрелке
Перемещение руки ПР вперед
Перемещение руки ПР назад в исходную точку
8 Определение основных показателей роботизированного технологического комплекса
Основные показатели характеризующие работу РТК следующие: цикловая производительность Qц; коэффициент относительной загруженности ПР Кгр; коэффициент использования ПР Кир; коэффициент использования основного оборудования Кио; коэффициент нагруженности ПР Кнр; режим работы робота.
Цикловая производительность определяется по следующей формуле:
где – длительность рабочего цикла = 2705872 с.
Коэффициент относительной загруженности Кгр:
где – среднее значение рабочей нагрузки = 108 кг;
– грузоподъемность робота = 100 кг.
Коэффициент использования Кир:
где – время работы ПР за рабочий цикл = 65472 с.
Коэффициент использования основного оборудования :
где – время работы основного оборудования за рабочий цикл
Рассчитав значения коэффициентов по [10 стр.379 таблица 3] устанавливаем что режим работы ПР "легкий" при этом коэффициент загруженности Кнр =11.
1 Идентификация и анализ вредных и опасных факторов на участке изготовления червяка
Организация охраны труда на предприятии является одной из важнейших задач и обязанностей администрации. Полностью безопасных и безвредных производств не существует. Задача охраны труда – свести к минимуму вероятность поражения или заболевания работающих с одновременным обеспечением комфорта при максимальной производительности труда. К таким факторам относятся:
) запылённость воздуха оказывающая вредное воздействие на дыхательную систему человека.
) Электрический ток. Воздействие электрического тока может возникнуть при аварийной ситуации в электрической цепи. Ток оказывает на человека термическое воздействие (ожоги) вызывает удушье а так же при длительном времени воздействия значительной силе может вызвать летальный исход.
) шум возникающий при работе оборудования цеха. Вызывает повышенную утомляемость работника снижает работоспособность снижает внимание что повышает вероятность возникновения травматизма.
) вибрация возникает вследствие работы оборудования. Вибрация передающаяся непосредственно на руки работника оказывает вредное воздействие на суставы. Общая вибрация может влиять на организм человека в целом так как её частота может не совпадать с биологической частотой внутренних органов.
) освещение должно быть достаточным для выполняемой работы. Недостаточная освещённость оказывает вредное воздействие на зрение работника приводит к повышенной утомляемости глаз а следовательно и к повышенному травматизму.
) движущиеся части производственного оборудования передвигающиеся изделия и заготовки транспортные средства передвигающиеся по цеху. Это может привести к повреждению работников механического характера и даже к летальному исходу.
) стружка обрабатываемых материалов осколки инструментов ломающихся при работе отказы оборудования. Всё это так же приводит к всевозможным травмам механического характера как во время работы так и после работы при уборке рабочего места.
) высокая температура печей на операции термической обработки высокая температура поверхностей обрабатываемой детали и инструмента. При эксплуатации этот фактор может привести к ожогам различной степени тяжести а так же к возникновению пожаров.
2 Технические технологические организационные решения по устранению опасных и вредных факторов разработка защитных средств
Для защиты человека от механического травмирования применяют два основных способа: обеспечение недоступности человека в опасные зоны и применение устройств защищающих человека от опасного фактора. Опасные зоны механизмов по возможности сделаны недоступными для человека то есть огорожены или закрыты кожухами. В конструкции оборудования в обязательном порядке предусмотрены тормозные и отключающие устройства. При входах в опасные зоны и на самих узлах представляющих потенциальную опасность для человека применяются предупреждающие и запрещающие плакаты и таблички.
Нормативным документом регламентирующим уровни шума для различных категорий рабочих мест является ГОСТ 12.1.003-83 «ССБТ. Шум. Общие требования безопасности». и СН РБ №9-86-98. Уровень шума при частоте F=1000Гц не превышает Lраб=80дБ.
Для снижения уровня шума используются следующие методы: снижение шума в источнике его образования; метод снижения шума на пути его распространения. Используются средства в соответствии с ГОСТ 12.4.051-87 «ССБТ. Средства индивидуальной защиты органов слуха. Общие технические условия». Уменьшение шума в источнике его образования достигается за счет поддержания оборудования в исправном состоянии заменой устаревшего оборудования на новое. Снижение шума на пути его распространения обеспечивается изоляцией источников шума а именно применением кожухов и экранов.
Основные мероприятия направленные на снижение опасности воздействия инфракрасного излучения состоят в следующем: снижение интенсивности источника защитное экранирование источника или рабочего места использование СИЗ лечебно-профилактические мероприятия.
Снижение интенсивности инфракрасного излучения источника достигается выбором технологического оборудования обеспечивающего минимальные излучения; заменой устаревших технологических схем современными (например замена пламенных печей на электрические) национальной компоновкой оборудования с помощью которой обеспечивается минимум нагретых поверхностей.
Наиболее распространенные средства защиты от инфракрасного излучения классифицируемые ГОСТ 12.4.123—83 «ССБТ. Средства коллективной защиты от инфракрасных излучений. Общие технические требования»: оградительные теплоизолирующие средства вентиляции а также средства автоматического контроля и сигнализации. В термических цехах применяют средства защиты работающих в соответствии с ГОСТ 12.4.011 - 89: специальную обувь специальную одежду очки.
Защита работающих от воздействия электрического тока обеспечивается в соответствии с ГОСТ 12.1 030-81 «ССБТ. Электробезопасность. Защитное заземление. зануление». Согласно ПУЭ механическая обработка деталей технологической оснастки ведется в помещении без повышенной опасности. На предприятии для предотвращения несчастных случаев при работе с электрооборудованием применяется: защитное заземление изоляция токоведущих частей оградительные устройства знаки безопасности. Для эффективной работы защитное заземление устроено в соответствии с ГОСТ 12.1.030-81 ССБТ сопротивление заземления не превышает 4 Ом.
Основными видами средств коллективной защиты от воздействия ЭМП токов промышленной частоты являются стационарные заземлённые экранирующие устройства. Экранируют источник излучения. Экранирование источников излучения рекомендуется проводить при помощи замкнутых камер из листового металла.
Средства защиты по отношению к источнику возбуждения вибрации подразделяются на средства снижающие параметры вибрации воздействием на источник возбуждения и средства снижающие параметры вибрации в направлении ее распространения. Согласно требованиям СН РБ №9-89-98 уровень вибрации на рабочем месте не превышает 102 дБ.
Средства динамического виброгашения по принципу действия подразделяются на динамические (пружинные эксцентриковые гидравлические действующие в противофазе к колебательной системе) и ударные. Динамическое виброгашение осуществляется также при установке агрегата на массивном фундаменте.
В качестве индивидуального задания к дипломному проекту было предложено рассчитать защитное заземление металлорежущего станка. Защитному заземлению подлежат металлические нетоковедущие части электрооборудования которые вследствие неисправности изоляции могут оказаться под напряжением и которым возможно прикосновение людей. Принцип действия защитного заземления – устранение опасности поражения людей электрическим током при появлении напряжения а конструктивных частях электрооборудования т. е. при замыкании на корпус.
Принцип действия защитного заземления – снижение до безопасных значений напряжения прикосновения и шага обусловленные замыканием на корпус Это достигается уменьшением потенциала заземленного оборудования а также выравниванием потенциалов за счет подъема потенциала основания на котором стоит человек до потенциала близкого по значению к потенциалу заземленного оборудования.
Область применения защитного заземления – трехфазные трехпроводные сети напряжением до 1000 В с изолированной нейтралью и выше 1000 В с любым режимом нейтрали (рисунок 1).
Рисунок 1 – Принципиальная схема защитного заземления в сети с изолированной нейтралью до 1000 В и выше:
– заземленное оборудование;
– заземлитель защитного заземления.
Мероприятия по защите обеспечивают недоступность токоведущих частей для случайного прикосновения: пониженное напряжение заземление зануление автоматическое отключение индивидуальная защита.
Внутри заводских зданий токоведущие провода подвешивают на высоте не менее 3.5 м.
Ограждения токоведущих частей предусматривается конструкцией оборудования наличие этих ограждений в условиях эксплуатации обязательно.
Пониженное напряжение применяют при использовании ручных машин на участке сборки когда работающий имеет длительный контакт с корпусом этого оборудования.
Для предотвращения поражения электрическим током на участке производим заземление нетоковедущих частей оборудования которые могут оказаться под напряжением (ГОСТ 12.1.030-81 ССБТ).
В качестве заземлителей можно использовать расположенные под землей трубопроводы; металлические конструкции зданий имеющие соединения с землей; обсадные трубы; свинцовые оболочки кабелей проложенных под землей.
Для периодический смены инструментов регулировки и подналадки полуавтоматов и станков с ЧПУ их смазывания и чистки а также мелкого ремонта предусматривается специально выделенное время. Все перечисленные работы производятся при обесточенном оборудовании.
Перед началом работы рабочий должен убедиться в наличии заземления особое внимание уделяется станкам использующим магнитную плиту.
Цель расчета защитного заземления заключается в определении основных параметров заземления (число размеры и размещение одиночных заземлителей и заземляющих проводников) при которых напряжения прикосновения и шага в период замыкания фазы на заземленный корпус не превышает допустимых значений.
При расчете защитного заземления приходится решать целый ряд задач в том числе: определение типа и сложности грунта сезонных изменений сопротивлению растекания грунта (промерзание высыхание повышенная влажность грунта) типа электрозаземлителя (форма размеры) из которого предполагается соорудить проектируемой групповой заземлитель с учетом устройства (размещения) заземлителей (расстояние между электродами конфигурации и т. п.) возможности использования естественных заземлителей (заглубленных в грунт металлоконструкций трубопроводов кабелей) и др.
РАСЧЁТ ЗАЩИТНОГО ЗАЗЕМЛЕНИЯ
Эл. Приемник см. задание
Род тока – переменный
Напряжение в сети В – 380
Место использования – в помещении
Характеристика рабочей зоны – нормальные условия
Класс помещения – с повышенной опасностью
Длина электрода м – 3
Электроды трубчатого сечения
Диаметр электрода м – 005
Схема заземления – 1
Глубина заложения электродов м - 04
Допустимое сопротивление заземлителя Ом – 4
Климатический коэффициент – 195
Расстояние между электродами м – 2
Глубина заложения полосы м – 04
Ширина полосы м – 0016
Сопротивление одиночного электрода Ом – 2034
Сопротивление заземляющего устройства Ом – 339
Количество электродов - 6
Заземление удовлетворяет условию R≤Rдоп. т.е. 339≤4 Ом
3 Разработка мер безопасности при эксплуатации участка изготовления червяка
Инструкция по охране труда для токоря
Глава 1. Общие требования по охране труда:
К самостоятельной работе на металлорежущих и заточных станках с сухими абразивными кругами допускаются лица прошедшие медицинское освидетельствование а также обучение и инструктаж по правилам эксплуатации и техники безопасности сдавшие экзамены и получившие соответствующие удостоверения.
При переводе на работу с использованием нового оборудования рабочий обязан ознакомиться с конструкцией методами безопасной работы на нем и пройти внеплановый инструктаж по охране труда.
Рабочие должны работать в спецодежде спецобуви а также использовать при необходимости другие средства индивидуальной защиты (защитные очки и т.п.). Одежда должна быть застегнута на все пуговицы. Кроме того необходимо работать в головном уборе полностью закрывающем волосы. Работать на станках в обуви легкого типа (сандалиях босоножках тапочках и т.д.) запрещается.
Рабочие станочники обязаны содержать в исправности и чистоте оборудование инструмент и рабочее место а работу выполнять стоя на деревянных решетках.
Складировать материалы и готовую продукцию на стеллажах и других приспособлениях в специально отведенных местах. Запрещается размещать материалы и изделия в проходах и проездах на полу вблизи рабочего места.
Отходы следует хранить в специальных ящиках и каждую смену убирать.
Обтирочные и смазочные материалы должны храниться в плотно закрывающихся специально отведенных ящиках.
Механические передачи металлорежущих станков и другие вращающиеся и движущиеся части станков должны иметь ограждения. Обрабатываемые изделия выступающие за габариты станков должны быть ограждены устойчивыми предохранительными приспособлениями.
На рабочем месте следует хранить только те инструменты и приспособления заготовки и готовые изделия которые необходимы для выполнения работы в эту смену.
1 знать устройство станка уметь определять неисправности;
2 заготовки и детали весом более 16 кг поднимать с применением подъемных механизмов и использованием специальных захватов;
3 соблюдать требования производственной санитарии и гигиены труда;
4 соблюдать правила внутреннего трудового распорядка организации.
Глава 2. Требования по охране труда перед началом работы:
Проверить станки на холостом ходу при этом убедиться в исправности:
1 органов управления - электрических кнопочных устройств тормозов фиксации рычагов включения и переключения исключающих возможность самопроизвольного переключения с холостого хода на рабочий;
2 убедиться в том что системы смазки и охлаждения работают бесперебойно.
При установке режущего и сверлильного инструмента проверить:
1 правильность заточки инструмента для обработки данного материала;
2 прочность крепления оправки и фрезы;
3 крепление сверла в патроне и правильность центрирования его с осью шпинделя станка. Применять сверла с правильной заточкой.
Перед началом работы станочник обязан:
1 проверить исправность станка инструментов и вспомогательных приспособлений;
2 проверить наличие и исправность ограждений заземляющих и зануляющих устройств.
Глава 3. Требования по охране труда во время работы:
Во время работы станка следить за надежностью крепления оградительных и предохранительных устройств и не снимать их.
Если на металлических частях станка обнаружено напряжение (ощущение тока) электродвигатель работает на две фазы (гудит) заземляющий провод оборван или обнаружены другие неисправности электрооборудования немедленно остановить станок и доложить мастеру или начальнику цеха о неисправностях; без его указаний к работе не приступать.
Не брать и не подавать через работающие станки какие-либо инструменты предметы.
Обязательно остановить станок и выключить электродвигатель:
1 при уходе от станка даже на короткое время;
2 при временном прекращении работы;
3 при уборке смазке чистке станков;
4 при перерыве в подаче электроэнергии;
5 при обнаружении какой-либо неисправности в оборудовании;
6 при подтягивании болтов гаек и других соединительных деталей станка.
Глава 4. Требования по охране труда по окончании работы:
Выключить станок и электродвигатель.
Привести в порядок рабочее место: убрать стружку со станка инструменты и приспособления сложить в отведенное место аккуратно сложить готовые детали заготовки.
Использованные обтирочные материалы необходимо убрать в специальные металлические ящики с крышками.
Глава 5. Требования по охране труда в аварийных ситуациях:
В случае обнаружения неисправности угрожающей жизни работников необходимо немедленно прекратить работу и доложить об этом руководителю мастеру или механику.
В случае пожаров стихийных бедствий объявления чрезвычайных ситуаций необходимо немедленно прекратить работу обесточить станок и выполнить распоряжения руководства.
При несчастном случае необходимо остановить оборудование оказать помощь пострадавшему вызвать скорую помощь доложить руководителю.
Организационно-экономическая часть
1 Оперативное планирование в массовом производстве
Правильное определение типа производства позволяет выбрать эффективный метод его организации т.е. ответить на вопрос как эффективнее осуществить производственный процесс. Метод организации производства представляет собой совокупность приемов и средств реализации производственного процесса. Для единичного и мелкосерийного типов производства характерен единичный (индивидуальный) метод организации производства с использованием метода групповой технологии для среднесерийного - партионный с использованием как группового метода так и элементов поточного для крупносерийного и массового типов производства - поточный.
Массовый тип производства характеризуется постоянным и непрерывным выпуском строго ограниченной номенклатуры продукции. Поэтому массовому и крупносерийному производству соответствует поточный метод организации производства.
В условиях массового (крупносерийного) производства порядок календарного распределения следующий:
) устанавливается характер распределения выпуска отдельных изделий на протяжении планируемого года. При этом возможны следующие варианты:
а) равномерный выпуск изделий на протяжении года пропорциональный числу рабочих дней по месяцам (используется при стабильной потребности в данных изделиях);
б) равномерно нарастающий (или убывающий) выпуск пропорциональный числу рабочих дней (применяется при растущей (или снижающейся) потребности в данных изделиях);
в) нарастающий выпуск по параболе при освоении новых изделий;
) учитываются сроки выпуска изделий разных модификаций изготовляемых в массовом порядке оговоренные договорами с потребителями;
) производится распределение изделий исходя из конкретных условий производства договорных обязательств и определяется темп выпуска изделий;
) проводятся проверочные расчеты загрузки оборудования и осуществляется корректировка расчетов.
В массовом производстве наибольшее распространение получила система оперативного планирования производства по ритму выпуска. С помощью этой системы обеспечивается слаженный ход работы всех звеньев производства путем выравнивания их производительности к такту (ритму) выпуска готовой продукции. При планировании по ритму выпуска основной планово-учетной единицей является деталь а для механосборочных и сборочных цехов - агрегат или готовая машина (изделия).
Объем задания цехам по каждой детали определяется в штуках. Для расчета используется цепной метод или метод цеховых спецификаций.
При цепном методе расчет ведется обратно ходу технологического процесса последовательно от сборочных (выпускающих) к обрабатывающим а затем к заготовительным цехам т. е. в соответствии с планом сбыта (реализации) продукции сначала устанавливается задание выпуска готовой продукции сборочным цехам. Далее определяется количество деталей узлов и агрегатов которое должно быть подано в сборочный цех затем в механический и т. д.
Производственные задания по цехам методом цеховых спецификаций составляются одновременно по всей совокупности цехов на основе цеховых спецификаций применяемости деталей в которых показано какое количество деталей идет на тот или иной узел машины. Имея программу выпуска машин и узлов и цеховые спецификации подсчитывают потребность в каждом виде узлов и деталей по цехам и предприятию в целом.
Каждому цеху устанавливаются три плана:
– получения составляется в разрезе цехов-поставщиков;
– изготовления составляется по участкам цеха-изготовителя;
– сдачи составляется в разрезе цехов-потребителей.
К месячным планам дополнительно выдаются коррективы в результате дополнительных заданий временного отставания от плана или снижения спроса.
В массовом производстве основным звеном планирования регулирования и учета выпуска продукции является поточная и автоматическая линии работа которых регламентируется установленным тактом. Кроме такта устанавливаются темп работы линии и каждого рабочего места периодичность подачи заготовок на первую операцию виды заделов на линии порядок их расходования и восполнения.
При планировании работы поточных и автоматических линий плановики цеха в случае необходимости вносят коррективы в темпы изготовления и сдачи деталей а также в графики работы линий. Если фактическое положение значительно отклоняется от запланированного то составляются временные графики которые могут менять расстановку рабочих по операциям маршрут и чередование многостаночной работы сроки восполнения заделов.
ВЫВОД: Ограниченная номенклатура выпускаемой продукции при больших объемах выпуска создает экономическую целесообразность широкого применения в конструкциях изделий унифицированных и взаимозаменяемых элементов тщательной разработки технологических процессов операции которых дифференцируются до отдельных переходов трудовых действий приемов и выполняются на специальном оборудовании. В массовом производстве значительно повышается удельный вес специального оборудования и высокопроизводительной оснастки механизированных и автоматизированных процессов.
Дифференцированный технологический процесс позволяет узко специализировать рабочие места путем закрепления за каждым из них ограниченного количества деталеопераций. Поэтому здесь используется труд узкоспециализированных рабочих-операторов. Вместе с тем применяется труд высококвалифицированных рабочих-наладчиков.
Резко сокращается объем всякого рода ручных работ исключаются доводочные работы. Все организационные условия деятельности предприятия стандартизируются все функции управления централизируются. Массовый тип производства обеспечивает наиболее полное использование материалов и оборудования наиболее высокий уровень производительности труда и самую низкую себестоимость продукции Перечисленные особенности массового типа производства создают предпосылки для организации поточного метода производства хотя он возникает уже в серийном производстве.
Для массового производства характерен высокий уровень специализации механизации и автоматизации производственных процессов.
К массовому типу производства относятся предприятия автомобильные сельскохозяйственных машин и др. Однако разделение предприятий по типам носит условный характер так как на любом из них могут быть созданы цехи участки с различными типами производства. Так на предприятиях массового типа производства могут быть цехи с серийным и единичным типом производства а на предприятиях единичного - изготовление унифицированных и широкоприменяемых деталей может быть организовано по серийному и массовому принципу.
2 Расчет экономического эффекта
Экономическое обоснование принятого техпроцесса проводим на основании тех изменений которые были внесены в базовый техпроцесс. По сравнению с базовым вариантом в техпроцесс внесены следующие изменения:
- нарезка прутка на пилоотрезном полуавтомате была заменена на заготовительную операцию с применением КГШП т. к. расчет показал что экономически выгоднее будет использовать заготовку в виде поковки а не прутка;
- заменена операция круглошлифовальная на круглошлифовальную с ЧПУ;
- была введена вертикально-фрезерная операция на станке с ЧПУ 6Р13Ф3. Данная операция необходима для выполнения шпоночного паза;
Эти изменения привели к повышению автоматизации производства и снижению времени на обработку детали.
В общем случае экономический эффект от реализации проектируемого техпроцесса (Эт) будет равен:
где Эз – экономия (дополнительные затраты) при изменении заготовки тыс. р.;
Эо – экономический эффект (дополнительные затраты) при изменении технологии механической обработки тыс. р.
Экономия затрат на получение заготовки составит
Эз = (Сб – Сп) × N(7.2.2)
где Сб Сп – себестоимость (цена) одной заготовки по вариантам тыс. р.;
N – программа выпуска деталей по новому варианту шт.
Экономический эффект проектируемого технологического процесса механической обработки деталей определяется по формуле
Эо = (Зб – Зп) × N(7.2.3)
где Зб и Зп – приведенные на единицу продукции затраты по вариантам тыс. р.;
Приведенные затраты в данном случае равны:
З = С + ЕН × К(7.2.4)
где С – технологическая себестоимость единицы продукции тыс. р.;
К – удельные капитальные вложения в расчете на одну деталь тыс. р.;
ЕН – нормативный коэффициент экономической эффективности капи-тальных вложений (ЕН = 015).
2.1 Расчет капитальных вложений
Удельные капитальные вложения можно определить как
где Коб Кзд – капитальные вложения в оборудование и здания по изменяю-щимся операциям техпроцесса тыс. р.;
d – множитель учитывающий другие группы основных средств (соору-жения инструмент инвентарь) и т.п.. Можно принять d =11 12.
Кз – коэффициент загрузки оборудования.
N - программа выпуска шт.
2.2 Капитальные вложения в оборудование
Капитальные вложения в оборудование рассчитываются в таблице 7.1.
Таблица 7.1 – Стоимость оборудования
Шт-к время на операцию tштмин
Программа выпуска Ашт
Затраты на монтаж тыс.р(10% от цены)
Балансовая стоимость тыс.р.
Мощность оборудования
Окончание таблицы 7.1
проектируемый вариант
Расчетное число станков (Np) определяется по формуле:
где tшт – норма времени по операции мин;
N – программа выпуска шт;
Фд – годовой действительный фонд времени работы оборудования ч;
Кн – коэффициент выполнения норм (Кн=105 11).
где Дп и Дс – количество рабочих дней в году соответственно с полной продолжительностью и сокращенных (предпраздничных);
n – количество рабочих смен в сутки;
Кп – коэффициент учитывающий время пребывания станка в ремонте (Кп =092 096).
2.3 Капитальные вложения в здание
где S – площадь занимаемая оборудованием м2;
Цз – стоимость 1 м2 площади.
Расчет площади представлен в таблице 7.2.
Таблица 7.2 – Капитальные вложения в здание
Коэффициент дополнительной площади
Площадь на операцию м
Капитальные вложения в здание тыс.р
Вертикально-фрезерная с ЧПУ
Окончание таблицы 7.2
Таблица 7.3 -Удельные капитальные вложения
Всего на операцию Кобтыс.р.
Коэффициент загрузки Кз
Капвложения с учетом загрузки (Коб*Кз) тыс.р.
Удельные вложения тыс.р.
прочие (10-15% от (Кзд+Коб))
Фрезрно-центровальная
Окончание таблицы 7.3
2.4 Расчет технологической себестоимости
Технологическая себестоимость по операциям может быть найдена из выражения:
С = (Сз+ Сэ) tшт 60(7.2.9)
где Сз – часовая заработная плата с отчислениями тыс.р.;
Сэ – часовые затраты по эксплуатации рабочего места тыс.р.
2.5 Часовая заработная плата
Часовая заработная плата составит:
Сз = Сч × Кпр × Кд × Кк × Кв(7.2.10)
где Сч – часовая тарифная ставка тыс.р.;
Кпр – коэффициент премий;
Кд – коэффициент доплат учитывающий сдельный приработок дополнительную зарплату отчисления на социальные нужды;
Кк – корректирующий коэффициент учитывающий многостаночное обслуживание;
Кв – коэффициент учитывающий заработную плату вспомогательных рабочих обслуживающих оборудование (наладчиков ремонтников слесарей).
При этом часовая тарифная ставка для станочников определяется по формуле:
где S1 – тарифная ставка первого разряда тыс.р.;
Кт – тарифный коэффициент соответствующего разряда;
Кс – коэффициент учитывающий сложность работ;
Фм – месячный фонд рабочего времени часах (Фм=167 ч.).
2.6 Затраты по эксплуатации рабочего места
В составе затрат по эксплуатации рабочего места следует рассчитать:
- амортизацию оборудования (А)
где Коб – балансовая стоимость оборудования на операции;
На – норма амортизации.
- затраты на содержание производственной площади
Спл = Рп · S(7.2.13)
где Рп – расходы по содержанию 1м2 площади (Рп =866 тыс.р.);
S – площадь занимаемая оборудованием м2.
- затраты на ремонт и обслуживание рабочего места. Могут быть приняты 5-7% от стоимости оборудования.
где Р – мощность оборудования в кВт;
Кс – коэффициент спроса (Кс = 07);
Сэ – цена 1 кВт энергии в тыс.р.
- затраты на возмещение износа металлорежущего инструмента:
где Ии – часовые затраты на возмещение инструмента в тыс. р.;
N – количество оборудования ед.
- прочие затраты. Могут быть приняты 3-5% от суммы предыдущих расходов.
Результаты расчетов сводятся в таблицу 7.4.
Таблица 7.2.6. – Расходы содержания рабочих мест
Продолжение таблицы 7.4
Часовые расходы определены делением всех расходов на фонд времени работы оборудования.
2.7 Расчет технологической себестоимости
Выполним расчет технологической себестоимости изготовления детали по двум сравниваемым вариантам технологического процесса и его результаты сведем в таблицу 7.5.
Таблица 7.5 – Технологическая себестоимость
Часовая заработная плата тыс.р.
Часовые расходы по рабочим местам тыс.р.
Всего расходов тыс.р.
Затраты на деталь тыс.р.
Окончание таблицы 7.5
Экономический эффект проектируемого техпроцесса (при программе выпуска N = 2400 шт) определяется по формуле (7.2.1).
Экономический эффект при изменении заготовки рассчитаем по данным полученным в разделе 3.3.
Подставив в формулу (7.2.2) значения Сб = 107183 тыс. р Сп = 61551 тыс. р и N = 2400 получим:
Эз = (107183 – 61551) × 2400 =1095168 тыс. р.
Экономический эффект при изменении технологии механической обработки определяется по формуле (7.2.3).
Приведенные затраты определяются по формуле (7.2.4).
При значениях Сб = 14471 тыс.р.; Ен = 015; К = 1094 тыс.р. получим:
Зб = 14471 + 015 × 1094 = 16112 тыс.р.
При значениях Сп =8157 тыс.р.; Ен = 015; К = 895 тыс.р. получим:
Зп = 8157 + 015 ×895 = 9499 тыс.р.
Тогда значения Зб = 16112 тыс.р; Зп = 9499 тыс.р; N =2400подставим в формулу (7.3.3) и получим:
Эо = (16112 – 9499) × 2400 = 15869337 тыс.р.
Таким образом общий экономический эффект будет равен
Эт = 15869337 + 1095165 =26820987 тыс.р.
Показатели рассчитанные в проекте представлены в таблице 6.3
Таблица 6.3 – Показатели проекта
Трудоемкость единицы изделичя
Коэффициент использования металла
Удельные капиталовложения
Технологическая себестоимость детали
Приведенные затраты: - на деталь; - всего
Экономический эффект по техпроцессу
Экономический эффект на деталь
Экономический эффект с учетом изменения заготовки
В результате внесенных изменений в базовый технологический процесс при заданной годовой программе 2400 штук получен предполагаемый годовой экономический эффект в размере 26820987 тыс.р.
4 Расчет стоимости приспособления для фрезерования пазов
Затраты на проектирование можно найти укрупнённо:
где Сч - часовая заработная плата специалиста с учётом премий и доплат дополнительной заработной платы и отчислений на социальные нужды тыс. р.
где S - месячная тарифная ставка 1-го разряда тыс. р.;
- тарифный коэффициент инженера-технолога. Тарифные коэффициенты для специалистов высшего уровня квалификации по разрядам: 10-248; 11-265; 12-284 и 13-304;
- коэффициенты премий дополнительной заработной платы и отчислений на социальные нужды соответственно kпр = 14 - 16 kс = 134 kн = 11-12.
Ц = С(1 + P100) (7.4.4)
где С - себестоимость изготовления приспособления на предприятии тыс. р.;
Р - рентабельность продукции % Р = 12-15 %.
Себестоимость определяется укрупненными методами на основе нормативов и типовых зависимостей. Результаты расчетов сводятся в таблицу 7.8.
Таблица 6.4 - Себестоимость приспособления
Комплектующие изделия
Основная зарплата рабочих
Дополнительная зарплата (8–10 % от Зпо)
Отчисления в Фонд социальной защиты населения 34 % от (Зпо+ЗПд)
Общепроизводственные расходы в % от Зпо
(процент расходов принимается по данным предприятия или 300–150 %)
Общехозяйственные расходы в % от Зпо
(по данным предприятия или 100–150 %)
При этом затраты на материалы (таблица 7.4.3) определяются по формуле
где п - виды потребляемых материалов (чугун сталь цветные металлы пластмассы и т. п.);
Кпр - коэффициент прочих (неучтенных) материалов Кпр = 105 - 11;
Ктзр - коэффициент транспортно-заготовительных расходов Ктзр = 103.
Таблица 6.5 - Затраты на материалы
Наименование материала
Стоимость материала тыс. р.
Транспортно-заготовительные расходы (ТЗР) – 3–5 % от всего
Неучтённые материалы (5–10 % от стоимости материалов с учётом ТЗР)
Итого стоимость основных материалов
Нормы расхода (таблица 7.10) можно определить делением массы соответствующих деталей (по чертежу) Мд на коэффициент использования материала Кис:
Коэффициент использования материалов можно принять для корпусов - 06-08 для валов - 07-09 шестерен - 055-07.
Таблица 6.5 - Расход материалов на приспособление
Окончание таблицы 7.10
Затраты на комплектующие (покупные) изделия (таблица 6.5)
где п - число наименований комплектующих изделий (крепеж подшипники электродвигатели микросхемы и т. п.);
Ni - количество изделий в конструкции шт.
Таблица 6.5.1 - Затраты на комплектующие
Наименование комплектующих
Стоимость комплектующих тыс. р.
Окончание таблицы 7.11
Неучтённые изделия (3–5 % от стоимости комплектующих с учётом ТЗР)
Итого стоимость комплектующих
Основная зарплата рабочих на изготовление и сборку может быть найдена таким образом:
где Сч - средняя часовая тарифная ставка рабочего тыс. р.;
Т - общая трудоемкость изготовления деталей и сборки узла ч;
КП - коэффициент премий КП = 14.
Трудоёмкость принимается по данным разрабатываемого технологического процесса а при его отсутствии может быть определена укрупнённо.
Тогда трудоемкость работ (таблица 7.6)
tсб - оценочная трудоемкость сборки ч.
Таблица 6.5.2 - Трудоёмкость изготовления приспособления
Наименование деталей
Удельная трудоёмкость на 1 т массы деталей чкг
Трудоёмкость обработки деталей часов
Цилиндр призмы прихваты шток втулки
Трудоёмкость сборки ч.
Всего трудоёмкость ч.
Часовая зарплата специалиста:
Затраты на проектирование:
Спр = 3189 · 252 · 11= 88414 тыс.р.
Стоимость приспособления для предприятия:
Ц = 9582 ·(1+15100) = 110193 тыс.р.
Единовременные затраты на введение приспособления:
К = 88414 + 110193 =198607 тыс.р.
6 Издержки эксплуатации приспособления
В составе этих издержек в большинстве случаев достаточно учитывать только амортизационные отчисления и затраты на ремонт. Амортизационные отчисления могут быть приняты 12-18 % исходя из срока службы приспособления составляющего 5-8 лет. Затраты на ремонт можно принять 3-10 % исходя из сложности и надёжности приспособления.
где На и Нэ - нормы амортизационных отчислений и затрат на ремонт %.
При введении приспособления в большинстве случаев уменьшается штучное время выполнения операции. Тогда экономию затрат при использовании приспособления находят по формуле
где ΔСэ - уменьшение затрат на операции (уменьшение технологической себестоимости) тыс. р.;
Сч - часовые расходы на операцию тыс. р.;
t6 tн - штучное время на операции до и после применения приспособления ч;
N – количество деталей в партии шт.
Сч=(Сз + Ср.м)(7.5.3)
где Сз - часовая заработная плата с отчислениями тыс. р.;
Ср.м. - часовые затраты по эксплуатации рабочего места тыс. р.
Порядок расчёта часовых затрат изложен в [12].
Сч=393+ 1941=5871 тыс. р.
7 Экономический эффект приспособления
Энерго- и ресурсосбережение
Сокращение затрат на энергию и ресурсы в настоящее время является важной и актуальной задачей.
В разработанном дипломном проекте в результате совершенствования техпроцесса изготовления вала объединения операций снижения количества единиц оборудования уменьшения потребляемой мощности снижения площади и объема здания достигнуто уменьшение затрат на электрическую и тепловую энергию. Необходимые для расчета экономии энергоресурсов данные приведены в таблице 7.1.
Таблица 7.1 – Данные для расчета экономии энергоресурсов
электродвигателя станка кВт
Площадь занимаемая станком м2
Расход электрической энергии
Годовой объем выпуска
Проектируемый вариант
Расход электроэнергии в расчете на одну деталь по операциям определяем по формуле:
Р1 = (Рi tоi) 1000(7.1)
tоi – основное время на i-той операции мин.
Расход электроэнергии на обработку годового объема выпуска деталей определяем по формуле:
N – годовой объем выпуска изделий.
Для расчета используем данные таблицы 7.1.
Рэб = 1851500 = 27774 кВт·ч.
Проектируемый вариант:
Рэп = 1191500 = 17850 кВт·ч.
Экономический эффект от снижения расхода электроэнергии
Ээ = (Рэб - Рэп) ·Цэ(7.3)
где Цэ – цена одного кВт·ч электроэнергии р.
По данным «ОАО Могилевхимволокно» цена 1 кВт·ч электроэнергии для предприятий составляет 11 тыс. р. тогда :
Ээ = (27774 – 17850) · 11 = 10916 тыс. р.
Второй составляющей энергосбережения является снижение затрат на обогрев промышленного здания в связи сокращением его объема. Объем здания определим умножением площади на высоту.
где S – площадь занимаемая станками по вариантам м2;
Н – высота здания от уровня чистого пола до фермы м;
– коэффициент учитывающий дополнительный объем (от фермы до кровли).
Принятая в проекте высота здания Н = 108 м тогда площадь занимаемая станками по базовому варианту Sб = 522 м2 (таблица 7.1).
Vзд б = 13 522 108 = 73288 м3.
Проектируемый вариант Sп = 372 м2 (таблица 8.1).
Vзд п = 13 372 108 = 52228 м3.
Расход тепловой энергии определяем по формуле
где Рт1 – расход тепловой энергии на обогрев 1 м3 здания Рт1 = 005 Гкалм3.
Ртб = 005 73288 = 3664 Гкалм3.
Ртп = 005 52228 = 2611 Гкалм3.
Экономический эффект от снижения расхода тепловой энергии рассчитаем по формуле:
Эт = (Ртб – Ртп) Цт (7.6)
где Цт – цена 1 Гкал р. Цт = 520 тыс. р.
Эт = (3664 – 2611) 520 = 547768 тыс. р.
Таким образом в результате принятых изменений в технологическом процессе проведенных мероприятий по энерго- и ресурсосбережению суммарный годовой экономический эффект составит:
Э = Ээ + Эт = 10916 + 547768 = 1639368 тыс р.
Важным этапом проектирования технологии является назначение маршрутного техпроцесса обработки выбор оборудования режущего инструмента и станочных приспособлений. В результате проведенного анализа базового варианта технологического процесса изготовления вала были внесены следующие изменения: заготовка изменена на пруток операции 055 и 060 совместили и заменили станок ДФ1016 на вертикально-фрезерный с ЧПУ 6Р13Ф3 заменены круглошлифовальные станки на круглошлифовальный KAAST СRG CNC 1040 полирование заменено на выглаживание.
В дипломном проекте спроектировано новое приспособление для фрезерования шпоночных пазов проведен его расчет.
Согласно заданию на дипломное проектирование разработан технологический процесс.
В разделе охрана труда изучены опасные и вредные для здоровья работников факторы действующие на участке изготовления проектируемой детали разработаны технические технологические организационные решения по устранению этих факторов разработаны рекомендации по эксплуатации и использованию оборудования.
Пашкевич М.Ф. Технологии машиностроения. Курсовое и дипломное проектирование М.Ф. Пашкевич - Мн.: Изд-во Гревцова2010 - 400 с.: ил.
Горбацевич А.Ф. Курсовое проектирование по технологии машиностроения А.Ф. Горбацевич Шкред В.А. Мн.: Выш. Шк. 1983 - 256 с.: ил.
Косилова А.Г. и Мещеряков Р.К. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т. 2 Под ред. А.Г. Косиловой Р.К. Мещерякова. - 4-е изд. перераб. и доп. - Мн.: Изд-во «Машиностроение» 1985 - 496 с.: ил.
Барановский Ю.В. Режимы резания металлов: Справ. Под ред. Ю.В. Барановского. - Мн.: Изд-во «Машиностроение» 1992. 256 с.: ил.
Дипломное проектирование по технологии машиностроения Под ред. В.В.Бабука. – Мн.: Вышэйшая школа 1983. – 464 с: ил.
Косилова А.Г. и Мещеряков Р.К. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т. 1 Под ред. А.Г. Косиловой Р.К. Мещерякова. - 4-е изд. перераб. и доп. - Мн.: Изд-во «Машиностроение» 1985 - 656 с.: ил.
Методические указания к практическим занятиям по дисциплине «Проектирование механосборочных участков и цехов» специальности 1 - 36 01 01 «Технология машиностроения» Разработка строительной части промышленных зданий для механосборочных цехов В.Т. Высоцкий. – Могилев: БРУ 2007– 17 с. : ил
Технология машиностроения. Методические указания по дипломному проектированию для студентов специальности Т 03.01.00 «Технология оборудования и автоматизации машиностроения». Часть 2. Сборка узлов и машин В.А. Лукашенко. – Могилев: БРУ 2004– 50 с. : ил.
Толченов Т.В. Техническое нормирования станочных и слесарно-сборочных работ Под общ ред. М.М. Шахназарова. – М.: Машиностроения 1956. – 399с.
Общемашиностроительные нормативы времени на слесарную обработку и слесарно-сборочные работы по сборке машин. Серийное производство. – М. : Машиностроение 1986.
Пашкевич М.Ф. Технологическая оснастка: учебник для студентов машиностроительных специальностей вузов М. Ф. Пашкевич Ж. А. Мрочек Л. М. Кожуро В. М. Пашкевич. - Мн.: Адукацыя i выхаванне 2002. - 320 с.: ил.
Антонюк В.Е. Справочник конструктора по расчёту и проектированию станочных приспособлений В.Е. Антонюк [и др.]. – Мн. : Беларусь 1969. – 392 с. : ил.
Горохов В.А. Проектирование и расчёт приспособлений В. А. Горохов. – Мн.: Выш. школа 1986 – 238 с.: ил.
Юдин Е.Я. Охрана труда в машиностроении Под общ ред. С.В.Белова. – М.: Машиностроение 1983. – 432 с.: ил.
Методические указания предназначенные для самостоятельной работы выполнения лабораторных работ и выполнения раздела «Охрана труда» в дипломных проектах. «Промышленное освещение». Часть 1 С. В. Матусевич. – Могилев: БРУ 2009– 32с.
Методические указания предназначенные для самостоятельной работы выполнения лабораторных работ и выполнения раздела «Охрана труда» в дипломных проектах. «Промышленное освещение». Часть 2 С. В. Матусевич. – Могилев: БРУ 2009– 47с. : ил.
Бондалетова Л.И. Промышленная экология Л.И. Бондалетова В.Г. Бондалетов. – Томск: Издательство Томского политехнического университета 2008. – 247с.
Жолобов А.А. Экономика и организация машиностроительного производства. Дипломное проектирование: учеб. Пособие А. А. Жолобов А. Г. Барановский В. Т. Высоцкий; под ред. А. А. Жолобова. – Минск: Изд-во Гревцова2011. -328 с. : ил.
Методические указания по дипломному проектированию для студентов специальностей 1-36 01 01 «Технология машиностроения» и 1-36 01 03 «Технология оборудования машиностроительного производства». А. Г. Барановский. – Могилев: БРУ 2012– 31с.
Методические указания к организационно-экономической части дипломного проекта для студентов специальностей 1-36 01 01 «Технология машиностроения» и 1-53 01 01 «Автоматизация технологических процессов» А. Г. Барановский Л. И. Пушкина. – Могилев: БРУ 2012– 19с.

РТКомплекс.cdw

- Станок с ЧПУ СА208Л
- Робот Fanuc 2000iB-50F
- Рабочая зона робота
Устройство управления ПР позиционное
Погрешность позиционирования
Грузоподъемность ПР
Цикловая производительность Qц 0.0004
Коэффициент относительной загрузки Кгр 0.62
Режим работы робота легкий
Белорусско-Российский
Циклограмма работы РТК

Экономика.cdw

Экономический эффект с учетом
Белорусско-Российский
Трудоемкость единицы изделия
Коэффициент использования металла
Удельные капиталовложения
Технологическая себестоимость детали
Приведенные затраты: - на деталь;
Экономический эффект по техпроцессу
Экономический эффект на деталь
Технико-экономические показатели проекта

РТКарта.cdw

Управляющая программа для обработки пазав
для станка с ЧПУ 6Р13Ф3
Расчетно-технологическая
Белорусско-Российский
Задание режимов резания
Ускоренное перемещение инструмента
Перемещение вдоль оси X на робочей подаче
Перемещение вдоль оси Z на робочей подаче

маршрут2.doc

ГОСТ 3.1404-86 Форма 1а
Код наименование операции
Обозначение документа
Код наименование оборудования
0 Вертикально-фрезерная с ЧПУ ИТБ 27
Р13Ф3 4 1 1 1 57 30 1191
М63 4 1 1 1 57 30 231
5 Термообработка ИОТ 27

Фрагмент Оп 065.frw

Фрагмент Оп 010.frw

Фрагмент Оп 015б.frw

Операционная015.1.doc

ГОСТ 31404-86 Форма 2
Белоруско-Российский университет
Наименование операции
Сталь 40Х ГОСТ 4543-71
Оборудование устройство ЧПУ
Обозначение программы
Точить начерно поверхности 12345678910111213141516
Патрон поводковый ГОСТ 2571-71; Центр ГОСТ 2575-79; Резец 2120-4084 Т15К6 ГОСТ 18879-73;
Штангенциркуль ШЦ – 1 – 125 – 01 ГОСТ 166
Точить начисто поверхности 12345678910111213141516 и фаски
Патрон поводковый ГОСТ 2571-71;Центр ГОСТ 2575-79; Резец 2120-4084 Т15К6 ГОСТ 18879-73; Штангенциркуль ШЦ – 1 – 125 – 01
Патрон поводковый ГОСТ 2571-71;Центр ГОСТ 2575-79;Резец канавочный К01.4933.000Т15К6 ГОСТ 18879-73;
Штангенциркуль ШЦ – 1 – 125-01

Операционная65.doc

ГОСТ 31404-86 Форма 2
Белорусско-Российский университет
Наименование операции
Торцекруглошлифовальная
Сталь 40Х ГОСТ 4543-71
Оборудование устройство ЧПУ
Обозначение программы
Шлифовать поверхность 1 и торец 2
Центр 7032-0032 Морзе 4 ГОСТ 13214-79; Хомутик 7107-0068 ГОСТ 16488-70; Круг 1500х63х305 14А 25П С1 7 К5 50 мс А 1кл ГОСТ2424-83
Контроль исполнителем 100%

Фрагмент Оп 040.frw

Белорусско-Российский
Размеры обеспечиваются инструментом

маршрутка 1.doc

ГОСТ 3.1404-86 Форма 1
Белорусско-Российский университет
Сталь 40Х ГОСТ 4543-74
Код наименование операции
Обозначение документа
Код наименование оборудования
5 Заготовительная ИОТ 34
0 Фрезерно-центровальная ИОТ 33
МР-93 4 1 1 1 57 18 551
5 Токарная с ЧПУ ИОТ 35
СА208Л 4 1 1 1 57 30 301
0 Термообработка ИОТ 27

Фрагмент Оп 030,1.frw

Операционная70.doc

ГОСТ 31404-86 Форма 2
Белоруско-Российский университет
Наименование операции
Круглошлифовальная с ЧПУ
Сталь 40Х ГОСТ 4543-71
Оборудование устройство ЧПУ
Обозначение программы
Шлифовать коническую поверхность 1
Центр 7032-0032 Морзе 4 ГОСТ 13214-79; Хомутик 7107-0068 ГОСТ 16488-70; Круг 1500х63х305 14А 25П С1 7 К5 50 мс А 1кл ГОСТ2424-83
Контроль исполнителем 100%

Приспособление.spw

Белорусско-Российский
КП.081.14.21.00.000 CБ
Кольцо запорное 100х2
Шайба 10Н ГОСТ 6402-70

Фрагмент Оп 030.frw

Белорусско-Российский
Размеры обеспечиваются инструментом

Операционная80.doc

ГОСТ 31404-86 Форма 2
Белорусско-Российский университет
Наименование операции
Сталь 40Х ГОСТ 4543-71
Оборудование устройство ЧПУ
Обозначение программы
Полировать окончательно поверхность 1
Приспособление специальное; Набор образцов шероховатости 02-32-ШЦ ГОСТ 9378-75
Контроль исполнителем 100%

Операционная75.doc

ГОСТ 31404-86 Форма 2
Белорусско-Российский университет
Наименование операции
Сталь 40Х ГОСТ 4543-71
Оборудование устройство ЧПУ
Обозначение программы
Шлифовать виток червяка 1 окончательно
Центр 7032-4011; Центр 7032-0032 Морзе 4 ВК6 ГОСТ 13214-79; Хомутик 7037-4013 ГОСТ 16488-70;
Круг 1400х20х203 25А 40П СМ1 7 К5 35 мс А 1кл ГОСТ2424-83; Игла 3908-0037 ГОСТ 17564-85; Карандаш 3908-0063 ГОСТ 607-80;
Шаблон 8384-4054-01
Контроль исполнителем 100%

Операционная010.doc

ГОСТ 31404-86 Форма 2
Белорусско-Российский университет
Наименование операции
Фрезерно-центровальная
Сталь 40Х ГОСТ 4543-71
Оборудование устройство ЧПУ
Обозначение программы
Фрезеровать поверхности выдерживая размер 1
Тиски 7201-0009 ГОСТ 14904-80; Фреза 2214-0277 Т15К6 ГОСТ 26595-85; Фреза 2214-0278 Т15К6 ГОСТ 26595-85;
Штангенциркуль ШЦ – 111 – 400 – 01 – 2 ГОСТ 166
Сверлить центровочные отверстия 2
Тиски 7201-0009 ГОСТ 14904-80; Сверло 2317-0019 ГОСТ 14952-75; Штангенциркуль ШЦ – 111 – 400 – 01 – 2 ГОСТ 166
Контроль исполнителем 100%

маршрут4.doc

ГОСТ 3.1404-86 Форма 1а
Код наименование операции
Обозначение документа
Код наименование оборудования
5 Контрольная ИОТ 57

Фрагмент Оп 015а.frw

Операционная45.doc

ГОСТ 31404-86 Форма 2
Белоруско-Российский университет
Наименование операции
Сталь 40Х ГОСТ 4543-71
Оборудование устройство ЧПУ
Обозначение программы
Нарезать виток червяка 1
Приспособление 7195-4003; Приспособление 8701-4054 Головка резцовая 2557-4004; Резец 2552-4095-02; Резец 2552-4096-02;
Резец 2552-4096-02; Эталон 8736-4106; Глубиномер 0-100001 ГОСТ 7661-67
Контроль исполнителем 100%

Фрагмент Оп 075.frw

Фрагмент Оп 055.frw

Операционная015.3.doc

ГОСТ 3.1404-86 Форма 2а
Патрон поводковый ГОСТ 2571-71;Центр ГОСТ 2575-79;Резец резьбовой 2660- 0005 Т15К6 ГОСТ 18885-73; Штангенциркуль
ШЦ – 1 – 125 –01 ГОСТ 166
М48 22 15 3 03 578 5445
Контроль исполнителем 100%

Фрагмент Оп 070.frw

Белорусско-Российский
Размеры обеспечиваются инструментом
Основной угол подъёма
Направление линии витка
Делительная толщина
Высота витка червяка
Число зубьев сопряжённого
Основной диаметр червяка

Операционная30.doc

ГОСТ 31404-86 Форма 2
Белоруско-Российский университет
Наименование операции
Вертикально-фрезерная с ЧПУ
Сталь 40Х ГОСТ 4543-71
Оборудование устройство ЧПУ
Обозначение программы
Фрезеровать шпоночный паз 1
Центра специальные; Шпоночная фреза 2234-0363 ГОСТ 9140-78; Шаблон 8314-4020-01
Фрезеровать шпоночный паз 2
Центра специальные;Шпоночная фреза 2234-0363 ГОСТ 9140-78; Шаблон 8314-4020-01
Контроль исполнителем 100%

маршрут3.doc

ГОСТ 3.1404-86 Форма 1а
Код наименование операции
Обозначение документа
Код наименование оборудования
5 Круглошлифовальная ИОТ 29
СRG CNC 1040 4 1 1 1 100 10 663
0 Торцекруглошдифовальная ИОТ 29
СRG CNC 1040 4 1 1 1 100 10 574
0 Резьбошлифовальная ИТБ 64
СRG CNC 1040 4 1 1 1 57 23 135
К20 4 1 1 1 57 10 301

Операционная015.2.doc

ГОСТ 3.1404-86 Форма 2а
Патрон поводковый ГОСТ 2571-71;Центр ГОСТ 2575-79;Резец резьбовой 2660- 0005 Т15К6 ГОСТ 18885-73; Штангенциркуль
ШЦ – 1 – 125 –01 ГОСТ 166
М30 26 15 3 03 578 5445
Точить начерно поверхности 123456789
Патрон поводковый ГОСТ 2571-71; Центр ГОСТ 2575-79;Резец 2120-4084 Т15К6 ГОСТ 18879-73;
Штангенциркуль ШЦ – 1 – 125 – 01 ГОСТ 166
Точить начисто поверхности 123456789 и фаски
Патрон поводковый ГОСТ 2571-71;Центр ГОСТ 2575-79; Резец 2120-4084 Т15К6 ГОСТ 18879-73; Штангенциркуль ШЦ – 1 – 125 – 01
Патрон поводковый ГОСТ 2571-71;Центр ГОСТ 2575-79; Резец канавочный К01.4933.000Т15К6 ГОСТ 18879-73;
ШтангенциркульШЦ – 1 – 125-01 ГОСТ 166

Фрагмент 060.frw

Операционная60.doc

ГОСТ 31404-86 Форма 2
Белоруско-Российский университет
Наименование операции
Круглошлифовальная с ЧПУ
Сталь 40Х ГОСТ 4543-71
Оборудование устройство ЧПУ
Обозначение программы
Шлифовать окончательно поверхность 123
Центр 7032-0032 Морзе 4 ГОСТ 13214-79; Хомутик 7107-0068 ГОСТ 16488-70; Круг 1500х63х305 14А 25П С1 7 К5 50 мс А 1кл ГОСТ2424-83
Контроль исполнителем 100%

Сборка эскизы.cdw

и модель оборудования
Запресовать манжету 31 на вал 4
и запресовать подшипник 8 на вал 4
Установить прокладку 24
установить и закрутить
Установить стопорную шайбу 16 на вал 4
установить гайку 9 на вал 4 и затянуть
загнуть стопорную шайбу 16
Белорусско-Российский
Запресовать стакан 17

Приспособление.spw

Белорусско-Российский
КП.081.14.21.00.000 CБ
Кольцо запорное 100х2
Шайба 10Н ГОСТ 6402-70

Приспособление.cdw

Техническая характеристика
Усилие зажима-13750 Н
Технические требования
Монтаж пневмоаппаратуры приоизвести по месту и закрепить
воздуха не допускаеться
подключение производить к сисиеме
подготовленного воздуха
При сборке подвижных частей смазать маслом ЦИАТИН-203
Допуск на соосность призм 0
Белорусско-Российский