Разработка технологического процесса детали

Содержание

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение

1. ОБЩАЯЧАСТЬ

Служебное назначение детали и техническая характеристика изделия

Анализ технологичности конструкции детали

Качественная оценка технологичности

Количественная оценка технологичности

1.3.Выбор типа производства шестерни

2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Метод получения заготовки

Материал для изготовления зубчатого колеса

Выбор баз и схем базирования

Составление маршрута обработки

Структура технологической операции

Последовательность обработки детали

2.6.1. Типовой технологический процесс

Выбор технологического оборудования

Выбор режущего инструмента

Выбор измерительных средств

2.9.1. Контроль зубчатого колеса

Определение межоперационных припусков

Расчет режимов резания

Техническое нормирование

3. КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ

3.1. Проектирование специального станочного приспособления. Разработка расчетной схемы и силовой расчет приспособления

3.2. Расчет зажимного устройства

3.3. Описание конструкции и работы специального станочного приспособления

3.4. Расчет станочного приспособления на точность

4. ОРГАНИЗАЦИОННАЯ ЧАСТЬ

4.1. Проектирование механического участка

4.2. Детальный способ расчета количества оборудования

4.3. Укрупненный расчет производственной площади участка

4.4. Выбор транспортных средств

4.5. Определение числа и состава работающих

5. БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ

5.1. Инженерное обоснование экологической безопасности проекта

5.2. Производственная безопасность

5.2.1. Отопление, вытяжка, вентиляция

5.2.2. Освещение

5.2.3. Расчёт искусственного освещения в цехе

5.2.4. Шум и вибрация

5.2.5. Электробезопасность

5.3. Пожарная безопасность

5.4. Чрезвычайная ситуация

5.5. Инструкция по охране труда для токарей

5.5.1. Общие требования по охране труда

6. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

6.1. Расчет текущих затрат

6.1.1. Затраты на зарплату

6.1.2. Износ инструмента

6.1.3. Затраты на энергию

6.1.4. Амортизация оборудования

6.1.5. Текущий ремонт оборудования

6.2. Расчет показателей экономической эффективности

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ЗАДАНИЕ

на выпускную квалификационную работу студенту 

группа 23, специальность 150900.62 

Тема работы: 

утверждена приказом по университету № _________ от ______  _________________201 ___ г. 

Срок защиты законченной выпускной квалификационной работы в ГАК – июнь 2015 года                  

Исходные данные 1) Рабочий чертеж детали “Сателлит дифференциала”  2) Годовая программа выпуска изделий 5000 шт. 3) Применяемость детали в изделии – 6511118021158. 4) Номенклатура подобных деталей. 

ПРИМЕЧАНИЕ:

1. Консультанты выдают задание по разделам после руководителя и принимают выполненные разделы по мере их готовности. 

2. Задание с подписями консультантов о выдаче и приёме всех разделов подшивается в пояснительную записку и вместе с законченным проектом представляется на защиту.

Перечень графических материалов: 1)Рабочие чертеж  -1-2л.А1; 2) Чертеж заготовки - 1л.А1; 3)Эскиз совмещённых переходов (ЭСП) – 12л А1; 4)Сборочный чертёж приспособления – 12л А1; 5) Планировка цеха - 1л А1.  

Возможны рабочие чертежи сопрягаемых деталей из сборочных чертежей, плакаты по экономической части, БЖД и другие графические материалы по желанию  дипломника. 

Перечень оформляемых карт технологического процесса: 1) Титульный лист; 2)Маршрутная карта; 3) Карта заготовки; 3) Операционные карты; 4) Карты эскизов; 5) Карты контроля.  

Перечень обязательных разделов пояснительной записки: 1) Введение; 2) Описание назначения и анализ технологичности конструкции обрабатываемой детали; 3) Обоснование разработанной маршрутной технологии и её преимуществ  (типа производства, вида заготовки и способа её получения и т.п.);  4) Обоснование назначения операционных припусков, операционных допусков и решение ТРЦ (расчёт операционных размеров и определение размеров заготовки); 5) Обоснование операционной технологии (назначения баз, выбора оборудования, режущего инструмента, средств измерения, вспомогательной оснастки и т.п.); 6) Расчёт режимов резания и технических норм времени; 7) Описание схемы и расчёт приспособления на точность и усилия закрепления); 8) Раздел по безопасности жизнедеятельности; 9) Заключение (обоснование преимуществ разработанного проекта по сравнению с аналогами); 10) Литература. 

Возможно обоснование новизны с проведением обзора литературы и патентных исследований по любым разделам проекта по желанию дипломника.

Общая часть

1.1 Служебное назначение детали и условия ее работы 

в сборочной единице

Деталь – сателлит дифференциала, входит в конструкцию обоймы дифференциала раздаточной коробки КамАЗ 6511.

Обойма дифференциала входит в состав раздаточной коробки КамАЗ. 

Раздаточные коробки устанавливаются на полноприводные автомобили КАМАЗ предназначенные для движения по дорогам общего пользования и по бездорожью.

Назначение раздаточной коробки - распределение в определённой пропорции потока мощности от двигателя между ведущими осями автомобиля: к среднему и заднему ведущим мостам, к переднему ведущему мосту.

Раздаточная коробка предусматривает два режима движения автомобиля: по бездорожью, в раздаточной коробке включается низшая передача, и по дорогам общего пользования, в раздаточной коробке включается высшая передача.

При движении по скользким дорогам, для предотвращения буксования колес, в раздаточной коробке предусмотрена блокировка дифференциала приводов переднего и задних ведущих мостов.

Раздаточная коробка состоит из картера 39 (рис.1.2) и крышки картера 40, имеющих вертикальный разъем, в которых смонтированы: первичный вал 58 в сборе с шестерней и подшипниками; промежуточный вал 24 в сборе с шестернями низшей и высшей передачи и коническими подшипниками; дифференциал 38 раздаточной коробки в сборе с деталями цилиндрического планетарного механизма, ведомыми шестернями высшей и низшей передачи; картер 46 привода переднего моста с деталями привода спидометра, механизмом блокировки дифференциала, валом привода переднего моста; коробка 19 отбора мощности привода лебедки с механизмом управления; механизм 11 (рис. 371) включения низшей передачи; механизм 12 включения высшей передачи; механизм блокировки, предотвращающий включение двух передач одновременно.

Картер и крышка картера отлиты из серого чугуна, обработаны совместно и скреплены по периметру болтами. Между ними установлена уплотнительная паронитовая прокладка 9.

Взаимное расположение картера и крышки картера фиксируется двумя штифтами, отверстия под которые получены при совместной обработке.

После обработки картер и крышка картера маркируются одним порядковым номером и применяются совместно. Разукомплектовка их не допускается.

Вверху картера имеется люк, закрытый крышкой 12 с уплотнительной прокладкой 13, в крышку ввернут клапан 10, предотвращающий повышение давления в полости раздаточной коробки. Клапан герметизирует полость картера от внешней среды, что позволяет автомобилю преодолевать водные преграды. На шпильках крепления крышки закреплены две проушины 11 (рис. 370) для транспортировки раздаточной коробки.

На верхний люк может быть установлена коробка отбора мощности. Привод отбора от специальной шестерни, приваренной к шестерне первичного вала. Максимально допустимый отбор от верхнего люка - 44кВт (60 л.с.). Отбор мощности возможен как на стоянке, так и при движении автомобиля.

С левой стороны картера выполнено заливное и оно же контрольное отверстие, закрытое пробкой 1 (рис. 1.3). В нижней части крышки картера сливное отверстие закрыто пробкой 41 (рис. 1.2) с магнитом.

Первичный вал 58 (рис. 1.2) раздаточной коробки установлен в верхней расточке картера с крышкой, опирается на два роликовых конических подшипника 8 и 10, воспринимающих радиальные силы от зацепления шестерен и осевое усилие от косозубого зацепления шестерен. Передний подшипник установлен в крышку 1 и в крышку 40 картера. Крышка переднего подшипника с уплотнительными прокладками прикреплена к крышке картера болтами 3. В крышку вставлена манжета 33, она имеет наклонную насечку на рабочей кромке, препятствующую вытеканию смазки. Пакет деталей: подшипник 8, фланец 59 стянуты гайкой 57, момент затяжки 295345 Н.м (3035 кгс.м), гайка законтрена кернением пояска в паз первичного вала. Фланец 59 на торцевой поверхности имеет зубья для соединения с аналогичной поверхностью карданного вала.

 

Характеристика материала детали

Материал изготавливаемого вала – сталь 20ХГНМТА, который является легированной хромомарганцевоникелевой сталью  с титаном. Легированные стали в соответствии с ГОСТ 454371 подразделяются на качественную, высококачественную и особовысококачественную (электрошлакового переплава). Буква «А» в конце названия указывает на то, что сталь является высококачественной.

Назначение стали: шестерни, валышестерни, пальцы. Каретки синхронизаторов делителей передач и другие цементируемые особо ответственные высоконагруженные детали, к которым предъявляются требования высокой прочности, пластичности, и вязкости сердцевины и высокой поверхностной твердости, работающие под действием ударных нагрузок или при отрицательных температурах.

В таблице 1.1 представлен химический состав стали в процентном содержании, а в таблице 1.2 – её механические свойства.

1.3 Конструкторский контроль чертежа детали

В результате изучения и анализа рабочего чертежа детали было проверено соответствие выполнения чертежа требованиям действующих стандартов ЕСКД. При этом на рабочем чертеже обнаружено достаточно проекций, разрезов, сечений и видов для полного понимания конфигурации детали, но не все необходимые размеры проставлены, не для всех поверхностей проставлена шероховатость, соответствует требованиям стандартов запись технических требований. Кроме этого рабочий чертеж содержит сведения о марке материала детали (Ст20ХГНМТА),  массу детали (0,36 кг), масштаб (1:1) , её название (Сателлит дифференциала). В процессе анализа рабочего чертежа детали были выявлены отступления от требований ЕСКД.

Согласно проведенному анализу чертежа сделаны выводы:

- КД детали соответствует ЕСКД;

- Все указанные виды, разрезы и сечения чертежа, технические требования, указания по массе и марке материала достаточны для проектирования технологического процесса изготовления детали.

1.4 Анализ технических требований на изготовление детали

1. Материалзаменитель: сталь 18ХГР ТУ 14155612008; сталь 17ХГР СТО 000186465182008.

Это техническое требование указывает на то, что для изготовления детали предусматривается использование заменителя материала.

2. Величина зерна №5...8 ГОСТ 563982. Наличие остатков литой структуры не допускается.

Это требование введено из соображений сохранения однородной структуры материала детали. Структура металла содержит 5…8 номеров зерен, что позволяет сохранить однородную структуру. 

3. ГР. II 156...207 HB ГОСТ 847970. Поковку подвергнуть изотермическому отжигу.

Гр II - это техническое требование указывает на то, что поковка выполнена из стали одной марки, партия поковок совместно прошли термическую обработку перед механической обработкой. Основной сдаточной характеристикой их является твердость. В данном случае она должна находиться в пределах 156...207 HB.

4. Остальные ТТ к поковке по ГОСТ 750589. Данное техническое требование регламентирует нормы формы поковки, ее массу, номинальные линейные и угловые размеры поковки, а также допуски на изготовление заготовки.

6. Нитроцементировать на поверхностях А, Б, В, Г не менее h 0,4 мм, на остальных поверхностях h 0,6...0,8 мм, 61...66 HRC, твердость сердцевины 30...45 HRC. Это техническое требование заявляет номинальную твердость сердцевины и поверхности зуба с целью достижения оптимального соотношения между вязкой сердцевиной и твердой и износостойкой поверхностью – зуб прослужит дольше и не износится.

7.  Параметры Fi, fi, Eas, Eai проверяются при беззазорном зацеплении с измерительным зубчатым колесом, число зубьев которого z=20, нормальная толщина зуба по дуге делительной окружности Snm=5,574мм. Номинальное межосевое расстояние при этом а=56,544мм.8. На поверхностях Е, Ж допускается уступ не более 0,1 мм. С радиусом перехода не менее 1 мм.

9. Шлифовать. Шлифовочные прижоги и микротрещины не допускаются. Проверять на магнитном дефектоскопе с последующим размагничиванием. Это техническое требование введено с целью контроля качества поверхности зуба и предотвращения его преждевременного износа в процессе эксплуатации и производственного брака.

10. *Размер для справок.

Это техническое требование относится к информационным, т.е. этот размер выдерживать и контролировать не нужно, он получается автоматически после выполнения всех необходимых размеров, которые влияют на характеристики детали в узле. 

11. Неуказанные предельные отклонения размеров по ОСТ 37.001.24682. Указанный отраслевой стандарт регламентирует значения неуказанных отклонений размеров.

1.5  Анализ технологичности конструкции детали

Одной из основных задач, решаемых в процессе проектирования технологических процессов сборочных работ и подготовки производства, является оценка и обеспечение технологичности изделия.

Сателлит дифференциала автомобиля КамАЗ является не сложным, но ответственным узлом автомобиля. От качества его сборки и дальнейшей работы зависит безопасность движения на дороге.

Изделие состоит из небольшого количества узлов, деталей.

С целью обеспечения возможности параллельной сборки изделие разбиваем на отдельные детали. 

Конструкция и технологичность изделия требует осуществлять сборку деталей и узлов методом полной взаимозаменяемости, без дополнительной механической пригонки. При этом исключены промежуточные сборки и разборки. Конструкция не имеет многозвенных размерных цепей. В конструкции узлов отсутствуют детали малой прочности и жестокости и детали из легкодеформирующихся материалов, что исключает возможность их деформации в процессе сборки.

Конструкция узла обеспечивает свободный доступ инструментов, средств контроля и рабочих органов технических устройств к местам сборки.

Базовой деталью в узле является вал промежуточный. Установка остальных узлов и деталей осуществляется при одном постоянном положении вал в приспособлении – спутнику конвейера. Все детали и сборочные единицы подобраны с нужными характеристиками износа, обеспечивающими заданный ресурс работы промежуточного вала, а соответственно и всей коробки передач.

Сборочные единицы, входящие в узел, кинематически замкнуты, то есть при транспортировке с позиции на позицию не распадаются на составные части.

Технологичность конструкции зависит от способов соединения деталей в узле. При соединении шестерен передач с валом используется посадка с натягом.

Технологичность детали – совокупность свойств и показателей, 

определяющих возможность её изготовления с наименьшими затратами при достижении требований к точности, указанных в чертеже. Технологичность детали можно предварительно оценить, сравнивая деталь с имеющимися аналогами. Окончательное решение о технологичности детали можно принять после разработки ТП и проведения технико-экономических расчётов.

Сателлит дифференциала является базовой деталью. При отработке на технологичность конструкции вала необходимо произвести оценку по качественным и количественным показателям. Требования к технологичности конструкции детали изложены в ГОСТ 14.20473. Они заключаются в:

конструкция детали должна состоять из стандартных и унифицированных конструктивных элементов или быть стандартной;

детали должны изготавливаться из стандартных и унифицированных заготовок полученных рациональным способом;

размеры и поверхности детали должны иметь соответственно оптимальную степень точности и шероховатости;

физико-химические и механические действия материала, жесткость детали, ее форма и размеры должны соответствовать требованиям технологии изготовления;

показатели базовой поверхности детали (точность, шероховатость) должны обеспечивать точность установки, обработки и контроля;

конструкция детали должна обеспечивать возможность применения типовых и стандартных технологических процессов ее изготовления.

При оценке технологичности конструкции детали необходимо:

рассчитать показатели технологичности конструкции;

разработать рекомендации по улучшению показателей технологичности;

обеспечить технологичность конструкции детали путем внесения изменений.

Существует две общие оценки технологичности: 1)качественная оценка технологичности, 2)количественная оценка технологичности.

Количественная оценка технологичности конструкции детали

На рисунке 1.4 изображён эскиз детали с обозначением поверхностей, наименование и предназначение поверхностей детали обоснованы ниже.

Поверхность 1 – цилиндрические отверстия, шероховатость Rа=6,3, что соответствует 6му квалитету точности; вспомогательные отверстия, предназначенные для поступления смазки.

Поверхность 2 – цилиндрическое отверстие, шероховатость Rа=6,3,что соответствует 6му квалитету точности; посадочное отверстие.

Поверхность 3- торцевая поверхность, шероховатость Ra6,3;

Поверхность 4 - наружная цилиндрическая поверхность ∅22. К ней предъявляются требования: шероховатость Ra 1,25 мкм, квалитет точности 7-й;

Поверхность 5 – поверхность зубчатого венца. Является сложной поверхностью, она должна обеспечивать сопротивление ударным нагрузкам и разрушению, также противостоять схватыванию с частицами сопрягаемой детали. Шероховатость поверхности Ra 1.25мкм;

Поверхность 6 – обнижение, предназначенное для выхода инструмента.

Поверхность 7 - торцевая поверхность, шероховатость Ra6,3.

К основным показателям количественной оценки технологичности конструкции вала относятся:

коэффициент унификации конструктивных элементов детали

1.5.2 Качественная оценка технологичности

Достоинства:

1. Деталь является телом вращения и не имеет труднодоступных мест и поверхностей для обработки;

2. Перепады диаметров в большинстве поверхностей малы, что позволяет получить заготовку близкую к форме готовой детали;

3. Симметрична относительно оси;

4. Деталь позволяет вести обработку нескольких поверхностей за один установ (на станке с ЧПУ);

5. Конструкция детали обеспечивает свободный подвод и отвод инструмента и СОЖ в зону резания и из нее, и отвод стружки;

6. Деталь имеет надежные установочные базы, т.е. соблюдается принцип постоянства и совмещения баз;

7. Конструкция детали достаточно жесткая;

8. Допуски на размеры точных поверхностей не усложняют технологию производства.

Недостатки: вал имеет зубчатую поверхность.

Таким образом, проведя расчеты на технологичность и изучив внешние особенности строения вала, рассмотрев качественные и количественные характеристики, делаем вывод, что конструкция сателлита дифференциала является технологичной, т.к. удовлетворяет большинству технологических требований.

Технологическая часть

 2.1 Определение вида заготовок и способов их изготовления

При изготовлении заготовок валов применяют различные методы. Лучшим методом является тот, по которому заготовки получаются наиболее экономичными, обеспечивают наименьшие припуски на механическую обработку и имеют требуемое качество. Технология малоотходного производства заготовок способствует сокращению металлопроката, повышению качества и производительности при их изготовлении. Эти методы находят широкое применение в крупносерийном и массовом производстве.

Выбор метода получения заготовок в значительной степени определяется размерами программного задания и технологическими возможностями заготовительных цехов предприятия. Применение прогрессивных исходных заготовок с малым припуском на механическую обработку во всех случаях снижает трудоемкость и себестоимость последней, однако дополнительные затраты на оснащение заготовительных цехов окупаются только при достаточных размерах программного задания.

Однако следует иметь в виду, что себестоимость изделия определяется суммой затрат на исходную заготовку и на ее механическую обработку, поэтому в конечном счете важно обеспечить снижение всей суммы, а не одной из ее составляющих. Если учесть дополнительную экономию при механической обработке прогрессивных исходных заготовок с малым припуском, то границы экономичного применения этих методов сдвинутся в сторону уменьшения себестоимости всего изделия в целом.

Создание конструкций деталей, позволяющих механическую обработку резанием заменить штамповкой или высадкой, всегда приводят к значительному снижению трудоемкости и уменьшению расхода металла. При изготовлении методом холодной высадки исходных заготовок деталей, например болтов, отходы металла в 25 раз меньше, чем при их изготовлении на металлорежущих станках. Для ответственных деталей в настоящее время часто используют исходные заготовки, полученные горячей объемной штамповкой и литьем.

Деталь представляет собой вал. Поэтому заготовка вала может быть получена штамповкой на КГШП с формированием отдельных поверхностей.

2.2 Технико-экономическое обоснование выбора заготовки

Дадим экономическое обоснование метода получения заготовки методом горячей объемной штамповки на горизонтально - ковочной машине (ГКМ).

Степень сложности С2;

Группа стали М2.

Точность Т4.

Технико-экономические расчеты показывают, что заготовка, полученная штамповкой, наиболее экономична по использованию материала, поэтому принимаем заготовку, полученную горячей штамповкой.

Вывод: на основании проведенных расчетов, можно сделать вывод о том, что наиболее целесообразно (по себестоимости единицы продукции), будет использовать поковку на молотах и прессах для производства данного вала.

Оборудование - кривошипный горячештамповочный пресс.

2.3 Выбор баз

Основными показателями точности отдельной поверхности являются погрешность размера поверхности, макрогеометрические и микрогеометрические отклонения от формы. Достижение этих показателей точности обеспечивается выбором и реализацией соответствующих методов получения и обработки поверхности.

Обработка поверхности заключается в съеме с ее поверхности некоторого слоя металла, называемого припуском. Обработка производится в технологических системах. Под технологическими системами понимают динамическую замкнутую систему, состоящую из станка, приспособления для установки заготовки, приспособления для установки рабочего инструмента, обрабатываемой заготовки.

Каждая простая технологическая система реализует некоторый метод обработки. Под методом обработки понимают разновидность воздействия на материал детали отличающегося подводимой в зону обработки энергией, схемой формообразования поверхности рабочего инструмента численными значениями параметров режимов.

Выбор технологических баз решается одновременно с выбором метода получения заготовки. Первые операции – создание чистовых баз для чего в заготовке предусматриваются черновые поверхности.

Выбор схемы базирования зависит от конструкторских и технологических требований. Выбранная схема в значительной степени предопределяет последовательность обработки, конструкцию приспособления, достижение заданной точности, производительность. От правильно выбранных установочных баз зависит точность обработки детали, рациональное использование приспособлений, возможность обработки на высокопроизводительном оборудование.

Под технологической базой понимают поверхность, ось или точку, посредством которой устанавливается деталь в процессе обработки и определяется положение детали относительно инструмента. При выборе технологической базы, руководствуемся двумя основополагающими принципами построения технологических процессов изготовления деталей:

принцип совмещения баз;

принцип единства технологической базы.

Суть принципа совмещения баз заключается в том, что для достижения наиболее высокой точности конструкторских размеров расположения поверхностей следует в качестве технологических баз для каждой из них использовать конструкторскоразмерную базу.

Принцип единства баз представляет собой правило выбора технологических баз, которое рекомендует использовать в качестве технологической базы при обработке всех или возможно большего количества поверхностей детали в разных или одной технологической системе одну и ту же единую технологическую базу.

Методически выбор и обоснование единой технологической базы осуществляется по алгоритму:

Оценить роль основной базы в координации других поверхностей и комплектов поверхностей.

Оценить роль каждого комплекта вспомогательных баз в координации других поверхностей

Оценка возможности использования свободной поверхности в качестве единой технологической базы при обработке без переустановки детали. На данном этапе необходимо проанализировать конструкцию детали с точки зрения возможности обработки всех ее поверхностей с необходимой точностью и шероховатостью с одной установки.

Если нет возможности обрабатывать данную деталь с одной установки, то на основании результатов, на первом, втором этапах, выбрать комплект поверхностей, от которых координировано наибольшее количество других поверхностей.

Оценить возможность использования в качестве единой технологической базы комплекта поверхностей, от которых координировано наибольшее количество других поверхностей, с точки зрения трех основных принципов баз.

Если данный комплект не отвечает основным признакам баз, то оценивается возможность и целесообразность внесения изменения в конструкцию детали с целью придания рассматриваемому комплекту отсутствующих признаков.

Если при переборе всех компонентов в пункте 5 не оказалось компонентов баз, пригодных для использования в качестве единой технологической базы, то в конструкцию детали необходимо внести изменения с целью создания искусственного комплекта единой технологической базы.

Составить список поверхностей, принятых в качестве единой технологической базы.

2.4 Проектирование маршрутного технологического процесса.

В результате разработки технологического процесса определяем необходимое оборудование, технологическую оснастку и др.

Технологический процесс представляет собой совокупность различных операций, в результате выполнения которых изменяется форма, размеры, осуществляется контроль требований чертежа и технических условий.

Маршрутное описание технологического процесса заключается в сокращенном описании всех технологических операций в последовательности их выполнения без указания переходов и технологических режимов.

 

2.5 Выбор технологического оборудования

При выборе оборудования будем учитывать следующие факторы: 

-размер рабочей зоны станка, которые должны соответствовать габаритам обрабатываемой детали или нескольких обрабатываемых деталей, 

-возможность достижения при обработке требуемой точности и шероховатости поверхности,

-соответствие мощности, жесткости и кинематических данных оборудования выгодным режимам выполнения операций, 

-обеспечение необходимой производительности в соответствии заданной программой выпуска деталей,

-соответствие оборудования требованиям техники безопасности и промышленной санитарии,

-соответствие оборудования заданной программе по критерию себестоимости изготовления детали.

При выборе оборудования в условиях действующего производства приходится ориентироваться на имеющееся в цехе оборудование и обязательно учитывать степень фактической загрузки отдельных его групп.

Для изготовления сателлита дифференциала будем применять следующие станки, указанные в таблице 2.1.

 

2.6 Выбор режущего инструмента

Выбор режущего инструмента необходимо приводить с ориентацией на применение стандартного инструмента. Для выполнения отдельных операций, особенно в крупносерийном производстве и массовом, целесообразно использовать специальный инструмент.

Режущий инструмент должен обладать высокой режущей способностью, допускающей высокие режимы резания, высокой размерной стойкостью, обеспечивающей стабильность процесса обработки, быстро и удобно заменяться, налаживаться и подналаживаться в процессе обработки, стабильно формировать транспортабельную стружку и отводить ее, не нарушая нормальной работы оборудования.

Для режущей части инструмента широко применяются твердые сплавы и быстрорежущие стали новых марок, например, Р6М5 вместо Р18.

Расходы на режущий инструмент входят отдельной статьей в себестоимость продукции.

Для изготовления детали применяем следующий инструмент: токарные резцы: проходные по ГОСТ 1905880, подрезные по ГОСТ 1904580, отрезные по ГОСТ 1907180, расточные по ГОСТ 2661185; оснащенные многогранными твердосплавными пластинками Т15К6 по ГОСТ 2404081, ГОСТ 2504281, ГОСТ 2284780, ГОСТ 2430181;черновая и чистовая резцовые головки; шлифовальный круг для шлифования отверстия; шлифовальный круг для шлифования торца.

 

2.7 Выбор измерительных средств

Выбор измерительных средств производят в соответствии с точностными характеристиками инструмента, точности выполняемого размера, вида измеряемой поверхности, а также масштаба выпуска деталей. В условиях крупносерийного производства применяют автоматические средства контроля. Нужно стремиться к тому, чтобы время, затрачиваемое на контроль, перекрывалось машинным временем.

В нашем конкретном случае для контроля точности изготовления элементов детали будем применять как универсальные измерительные приборы: штангенциркули ШЦ11250.1 ГОСТ 16689,ШЦ2500.05 ГОСТ 16689,индикатор ИЧ-10 кл.1 ГОСТ 57768 , микрометр зубомерный МЗ1001 ГОСТ 650790,образца шероховатости ГОСТ 937893, так и специальные: калибр-скобы шаблоны, межцентромеры, калибр-пробки. Для контроля распределения пятна контакта используем зубообкатной станок КС38н2.

 

2.7.1 Контроль зубчатого колеса

В производстве зубчатых колес операции контроля следует придавать такое же важное значение, как любой другой технологической операции. Требуемую точность при изготовлении зубчатого колеса можно получить применяя правильные методы, средства и систематический контроль на протяжении всего технологического цикла тех параметров заготовки и зубьев, которые гарантируют качество и надежность зубчатых колес. Наибольшее внимание следует уделять контролю на начальных и промежуточных стадиях производства. Последние особенно важно потому, что после термической обработки не всегда возможно устранить погрешности возникающие до проведения термической обработки.

Наибольшее распространение имеют два вида контроля: технологический и окончательный. В свою очередь технологический контроль делят на две стадии: производственный и лабораторный контроль.

Производственный контроль осуществляется рабочим и наладчиком непосредственно на участке изготовления зубчатого колеса с помощью быстродействующих приспособлений. Контролер производит выборочную проверку.

Первым этапом является контроль базовых поверхностей заготовки. Посадочное отверстие и шейки должны иметь точные размеры, а опорные торцы должны располагаться перпендикулярно оси заготовки. Базовые поверхности заготовки перед зубообработкой обычно проходят 100 процентный контроль.

После зубофрезерования и зубодолбления на приспособлении, производящем плотное двупрофильное зацепление обработанного колеса с измерительным колесом, проверяют: колебание измерительного межосевого расстояния (ИЩР) за оборот колеса и на одном зубе, размер зубьев и припуск под шевингование. Шероховатость поверхностей проверяют визуально. Контролируют две первых детали с каждого станка в следующем режиме:  начале рабочей смены, осле замены инструмента, после подналадки станка, через каждые 1-2 часа работы станка.

Лабораторный контроль предназначен для определения погрешностей отдельных параметров зубчатого зацепления,  тем чтобы более точно оценить качество зубчатого колеса и технологический процесс. контроль осуществляется контролером с помощью приборов, установленных в специальном помещении, защищенным от шума и вибраций. интервалы и параметры измерений обычно выбирает завод-изготовитель в зависимости от назначения зубчатых колес и требуемого качества.

Окончательный (приемочный) контроль зубчатых колес осуществляется после их полной обработки. Контроль должен производиться квалифицированно и ответственно, как качество зубчатого колеса на этом этапе определяет срок службы передачи в рабочем агрегате. Проверяемые параметры при окончательном контроле обычно определяет завод-изготовитель зубчатых колес в зависимости от условий их эксплуатации. Технические условия указываются на чертеже детали.

 

2.8 Расчет припусков на механическую обработку.

При проектировании технологического процесса механической обработки необходимо установить оптимальные припуски, которые бы обеспечивали заданную точность и качество обрабатываемых поверхностей.

Припуски могут быть операционными и промежуточными.

Операционный припуск – это припуск, удаляемый при выполнении одной технологической операции.

Припуск, удаляемый при выполнении одного технологического перехода, называют промежуточным.

Установление оптимальных припусков играет важную роль при разработке технологических процессов изготовления деталей. Увеличение припусков приводит к повышенному расходу материала и энергии, введению дополнительных технологических переходов, а иногда и операций. Все это увеличивает трудоёмкость и повышает себестоимость изготовления деталей, а значит и уменьшает конкурентоспособность всего изделия в целом.

Необоснованно уменьшенные припуски не дают возможность удалить дефектные слои материала и достичь заданной точности и шероховатости обрабатываемых поверхностей, что может привести к появлению брака.

Имеются два основных метода определения припусков на механическую обработку поверхности: опытно-статистический и расчетно-аналитический.

В опытно-статистическом методе припуск устанавливают по стандартам и таблицам, которые составлены на основе обобщения и систематизации производственных данных целого ряда производственных предприятий. Припуски на механическую обработку поковок, изготовленных различными методами, и отливок из металлов и сплавов приведены в ГОСТ 750589, ГОСТ 706290, ГОСТ 782970, ГОСТ 2664585.

При расчетно-аналитическом методе, разработанным проф. М.В. Кованом, рассчитывают минимальный припуск на основе анализа факторов, влияющих на формирование припуска, с использованием нормативных документов. При этом припуски на обработку определяют таким образом, чтобы на выполняемом технологическом переходе были устранены погрешности изготовления детали, которые остались от предшествующего перехода.

Соответственно заданным условиям устанавливаем маршрут обработки:

- Заготовка;

- Черновое точение;

- Термообработка

- Шлифование.

2.9 Расчет и выбор режимов резания.

Эффективность и качество изготовления деталей машин зависят от рационального проведения обработки металлов резанием, которое достигают при выполнении следующих условий:

режущая часть инструмента имеет оптимальную геометрию и качественную заточку;

обработка заготовок ведется с технически и экономически обоснованными подачами (S) и скоростями резания (V);

кинематические и динамические возможности станка позволяют реализовать обоснованные значения подачи и скорости резания.

Расчет элементов режима резания:

1. Глубину (t) при черновой обработке назначают по возможности наибольшей или максимально равной всему припуску на обработку или большей его части. При чистовой обработке в зависимости от требований точности размеров и шероховатости обрабатываемой поверхности. Величина выбирается по таблице, исходя из данных.

2. Подачу (S) при черновой обработке выбирают максимально возможной исходя из жесткости и прочности системы СПИД, мощности привода станка. При чистовой - в зависимости от требуемой степени точности и шероховатости обрабатываемой поверхности. Величина выбирается по таблице, исходя из данных.

3. Скорость резания (Vтб) для токарных операций

3. КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ

3.1 Описание конструкции и принципа действия приспособления.

Разрабатываемое приспособление предназначено для закрепления заготовок на шлицефрезерном станке при фрезеровании шлиц. Основным требованием к приспособлениям для шлицефрезерования является обеспечение концентричности делительной окружности шлицевого венца относительно базовой поверхности, т.е. относительно центрального отверстия.

Приспособление состоит из центрирующей детали 2, которая базируется на вертикальном столе шлицефрезерного станка и крепится к нему шестью винтами 21. На центрирующей детали 2 базируется наконечник 11 и перемещаются шесть втулок 3. Адаптер 1 и фланец 4 жестко закреплены между собой шестью винтами 22 и втулками 3. С фланцем 4 связан цанговый зажим 9. Корпус зажима 5 базируется на вертикальном столе шлицефрезерного станка и крепится к нему шестью винтами 23. На него базируется кольцо 7 с помощью штифта 20 и прижимается кольцом 6, который в свою очередь базируется на корпус зажима 5 винтами 18. На кольцо 6 с установочными винтами 19 устанавливается крышка 8 и крепится винтами 17.

Закрепление заготовки цанговым зажимом производится при перемещении фланца 4, винтов 22, втулок 3 и адаптера 1 вниз. Для предотвращения перемещения во время фрезерования заготовка с обеих сторон поджимается наконечниками 10 и 11. Для предотвращения  проворачивания цангового зажима 9 используется болт 12.

3.2. Разработка расчетной схемы и определение силы закрепления.

Разработка теоретической схемы базирования.

Требуемая точность обработки обеспечивается определенным положением заготовки относительно режущего инструмента. Под базированием при механической обработке заготовок на станках принято считать придание заготовке требуемого положения относительно элементов станка, определяющих траектории движения подачи обрабатывающего элемента. 

Забазировать заготовку с главной базой в форме внутренней цилиндрической поверхности в приспособлении, это значит - совместить её ось с воображаемой осью приспособления. 

Для полного исключения подвижности твердого тела в пространстве необходимо лишить его шести степеней свободы. Это достигается наложением связей. Под связями подразумеваются ограничения позиционного характера, накладываемые на движения точек рассматриваемого тела. В приспособлениях каждая из связей реализуется в виде точки контакта базовой поверхности с опорным элементом. Расположение точек контакта на базовых поверхностях заготовки представляет собой схему базирования. 

Для коротких цилиндрических заготовок можно применять следующую схему базирования. Главной базой в данном случае является внутренняя цилиндрическая поверхность заготовки, на которой располагаются две опорные точки. Они лишают заготовку 2-х степеней свободы (перемещений вдоль двух осей). Связи, расположенные на торцевой поверхности заготовки лишают её 3-х степеней свободы (перемещения вдоль оси и вращение относительно двух других осей). 

Разработка схемы закрепления

В процессе выполнения технологической операции не должно нарушаться положение заготовки, достигнутое при базировании. Для этой цели к заготовке необходимо приложить силу (силы). Определение точки приложения и направления действия сил является основной задачей разработки схемы закрепления.

Для рассматриваемой детали схема закрепления разработана с учетом практически всех основных требований предъявляемых к приспособлению. А именно, вопервых, направление действия силы резания проходит в непосредственной близости от опорных элементов, тем самым минимизируется необходимая сила закрепления. Во избежание сдвига заготовки при закреплении, сила закрепления направлена перпендикулярно к опорным элементам. Для уменьшения смятия заготовки удельное давление рассредоточено по поверхности. 

Разработка расчетной схемы и определение силы закрепления.

В процессе обработки заготовки возникают силы и моменты резания, причём силы резания меняют своё значение, а также направление в пределах обработки самой поверхности. Однако положение самой заготовки в процессе обработки должно быть неизменным и эта подвижность обеспечивается закреплением. Существуют следующие правила:

1). Закрепление не должно нарушать положения заготовки достигнутого при базировании;

2). Закрепление должно быть надёжным – это значит, что положение заготовки не должно нарушаться в течении всего времени службы;

3). Деформация заготовки в результате действия силы закрепления должна быть минимальной при чистовой обработки и находиться в пределах допуска при черновой обработке.

Несоблюдение хотя бы одного из правил ведёт к появлению погрешностей, а в худшем случае поломке инструмента. Выполнение данных правил обеспечивается путём разработки этой схемы закрепления. Основной задачей разработки этой схемы является выбор точки приложения зажимного усилия, его величины и направления действия относительно установочных элементов приспособления. Разработка схемы закрепления ведётся одновременно с разработкой схемы базирования. Необходимо пользоваться следующими положениями:

– для уменьшения схемы закрепления необходимо, чтобы сила резания была направлена на установочный элемент;

– для увеличения надёжности контакта базовой поверхности заготовки с опорным элементом и предотвращения сдвига необходимо, чтобы сила закрепления была перпендикулярна плоскости опорного элемента;

– для устранения деформации необходимо, чтобы линия действия силы закрепления обязательно пересекала плоскость опорного элемента;

– для устранения деформации заготовки и смятия поверхности необходимо по возможности рассредоточить силу закрепления в нескольких точках, либо по площади. Это достигается путём использования соответствующих конструкций контактных элементов зажимных устройств;

– для устранения вибраций заготовки в процессе её обработки необходимо силы закрепления максимально приближать к силе резания.

Величину необходимого зажимного усилия можно определить на основе решения задач статики, рассматривая равновесие заготовки под действием приложенных к ней сил. 

Организационная часть

 

В общем виде задача проектирования может быть сформулирована в следующем виде: спроектировать цех или участок, обеспечивающий заданную программу выпуска изделий определенной номенклатуры и требуемого качества, при минимальных приведенных затратах на изготовление с учетом всех требований к охране труда.

На начальной стадии проектирования по годовой программе выпуска изделий и их номенклатуре определяются тип производства, диктующий в дальнейшем степень специализации и особенности используемого оборудования.

Безопасность жизнедеятельности

5.1. Инженерное обоснование экологической безопасности проекта.

Безопасность жизнедеятельности – научная дисциплина, изучающая обеспечение безопасности жизни человека в среде его обитания, которая включает: быт, производство, окружающая среда. Во всех сферах жизнедеятельности можно выделить опасность для человека. Существует два вида опасностей:

опасности природного происхождения;

опасности антропогенного происхождения (связаны с определённым видом деятельности человека).

Изучение и решение проблем,  связанных  с  обеспечением здоровых и безопасных условий,  в которых протекает труд человека - одна из наиболее важных задач в  разработке  новых технологий  и  систем производства. Изучение и выявление возможных причин производственных несчастных случаев, профессиональных заболеваний, аварий, взрывов, пожаров, и разработка мероприятий и требований, направленных на устранение  этих причин  позволяют создать безопасные и благоприятные условия для труда человека. Комфортные условия труда - один  из основных факторов влияющих на производительность и безопасность труда, здоровье работников.

Безопасность трудовой (производственной) деятельности – это комплексная система мер защиты человека на производстве и производственной среды (среды обитания) от опасностей, формируемых конкретным производственным (технологическим) процессом.  Т.е. это такое состояние трудовой (производственной) деятельности, при котором с определённой вероятностью исключаются потенциальные производственные опасности, влияющие на здоровье человека. Комплексную систему составляют правовые, организационные, экономические, технические, санитарногигиенические, лечебно-профилактические меры защиты.

Производственная среда – это пространство, в котором совершается трудовая деятельность человека.

Вред человеку может наносить любая деятельность: работа на производстве (технологический процесс), различные виды отдыха, развлечения и даже деятельность, связанная с получением знаний. Практика человека, таким образом, даёт основание утверждать, что любая деятельность потенциально опасна.

5.2. Производственная безопасность 5.2.1. Отопление, вытяжка, вентиляция

Для поддержания нормативных значений параметров микроклимата необходимо отопление, вытяжка, вентиляция.

В зимнее время года для поддержания оптимального значения температуры необходима система отопления. Цель отопления – поддержание заданной температуры. Система отопления бывает:

- водяная (нагрев температуры воды от котельных предприятия до 100°  и выше);

- паровая (используется пар высокого и низкого давления);

- воздушная (подают в помещение подогретый воздух);

- комбинированная. 

Вентиляция – комплекс взаимосвязанных устройств и процессов для создания требуемого воздухообмена в производственных помещениях. Основное назначение вентиляции – удаление из рабочей зоны загрязнённого или перегретого воздуха и подача чистого воздуха, в результате чего в рабочей зоне создаются необходимые благоприятные условия воздушной среды. 

В зависимости от способа перемещения воздуха в производственных помещениях вентиляция делится на естественную и искусственную (механическую). Естественной вентиляции не достаточно для полноценного воздухообмена, в связи с чем находит применение искусственная  вентиляция.

При механической вентиляции воздухообмен осуществляется за счёт напора воздуха, создаваемого вентиляторами (осевыми и центробежными); воздух в зимнее время подогревается, а в летнее – охлаждается и, кроме того, очищается от загрязнений (пыли и вредных паров и газов). Механическая вентиляция по месту действия подразделяется на:

общеобменную (обеспечивает обмен воздуха всего помещения);

местную (обеспечивает обмен воздуха отдельных мест). Местная вентиляция бывает: 

вытяжная (вытяжные шкафы, зонты, завесы, и т.д.);

приточная (воздушные души, завесы, оазисы)

Приточновытяжная система вентиляции состоит из двух отдельных систем – приточной и вытяжной, которые одновременно подают в помещение чистый воздух и удаляют из него загрязнённый. Приточные системы вентиляции также возмещают воздух, удаляемый местными отсосами и расходуемый на технологические нужды:

 огневые процессы, компрессорные установки, пневмотранспорт и пр.

В проектируемом участке основной деятельностью является механическая обработка металлов резанием. Закрытые помещения объекта, должны иметь систему контроля состояния воздушной среды.

 Все помещения должны иметь постоянно действующую систему приточновытяжной вентиляции, отопление, кондиционирование. Вентиляция и кондиционирование воздуха в цехах создают воздушную среду, которая соответствует нормам гигиены труда. С помощью вентиляции регулируют температуру, влажность и чистоту воздуха в помещениях. Кондиционирование воздуха создаёт оптимальный искусственный климат. Современные автоматические кондиционерные установки очищают воздух, подогревают или охлаждают его, увлажняют или высушивают в зависимости от времени года и других условий, подвергают ионизации или озонированию, а также подают его в помещения с определённой скоростью.

5.2.2 Освещение.

Производственное освещение бывает: естественное, искусственное и совмещённое. 

Естественное освещение предполагает проникновение внутрь зданий солнечного света через окна и различного типа световые проёмы (верхние световые фонари). Оно часто меняется и зависит от времени года и суток, а также от атмосферных явлений. На освещение влияют местонахождение и устройство зданий, величина застеклённой поверхности, форма и расположение окон, расстояние между зданиями и др. Естественная освещенность нормируется согласно СНиП 230595. 

Наиболее распространенным видом искусственного освещения  является электрическое освещение. Рациональное искусственное освещение предусматривает равномерную освещённость, без резких изменений и пульсаций, благоприятный спектральный состав света и достаточную яркость. Поэтому для рационального освещения помещений необходимо создавать общее и местное освещение. Общее искусственное освещение подразделяется на рабочее, аварийное, охранное, дежурное, локализованное, освещение безопасности и эвакуационное освещение.

 При местном освещении световой поток концентрируется непосредственно на рабочих местах. Сочетание общего и местного освещения образует комбинированное освещение. Для искусственного электрического освещения применяются лампы накаливания и люминесцентные. Люминесцентные лампы обеспечивают высокое качество, и они экономичны по расходу электроэнергии, световой отдаче и сроку службы.

Для освещения помещений электрические лампы помещают в специальную арматуру различных типов. Арматура направляет световой поток, получаемый от электрических ламп, с наименьшими потерями, а также защищает глаза работников от ослепляющей яркости, а в некоторых случаях – изменяет спектральный состав источника света. Арматуру вместе с лампой принято называть светильником. 

В проектируемом цехе предполагается отсутствие достаточного освещения в светлое время суток, поэтому будет использован  искусственный свет – совмещённое освещение. Оно предусмотрено существующими нормами.

Согласно действующим Строительным нормам и правилам (СНиП230595) для искусственного освещения регламентирована наименьшая допустимая освещённость рабочих мест (300 Лк), а для естественного и совмещённого – коэффициент естественной освещённости (КЕО). Нормы освещённости приводятся в зависимости от:

- точности выполнения работы;

- величины объекта.

5.2.4. Шум и вибрация.

Шум – это беспорядочное сочетание звуков различной частоты и интенсивности (силы), которое неблагоприятно действует на человека, возникающих при механических колебаниях в твёрдых, жидких и газообразных средах.

Звуковые волны распространяются в пространстве – звуковом поле, которое характеризуют:

Колебательная скорость v, (м/с) – скорость колебания частиц относительно положения равновесия;

Скорость распространения звука с, (м/с) – скорость распространения звуковой волны;

Звуковое давление р, (Па) – разность между мгновенным значением полного давления и средним давлением, которое наблюдается в невозмущённой среде;

Интенсивность звука  I, (Вт/м2) – энергия, переносимая звуковой волной при распространении её в пространстве;

Методы и средства борьбы с шумом:

методы уменьшения шума на пути его распространения от источников (глушители шума);

методы уменьшения шума в источнике образования (конструктивная замена);

средства индивидуальной защиты (противошумные наушники, противошумные вкладыши, противошумные каски и шлемы), снижают шум на 10 – 25 ДБ.

Вибрация – механические колебательные движения объекта, передаваемые человеческому телу или отдельным его частям при непосредственном контакте. Вибрация бывает:

Общая – вибрация, которая действует на весь организм человека (через стул, пол, и т.п.);

Локальная (местная) – вибрация, которая действует на отдельные части организма работающего.

Для большинства внутренних органов человеческого тела собственные частоты лежат в диапазоне 6 – 9 Гц. При частоте колебаний рабочих мест, близкой к собственным частотам внутренних органов, возможны механические повреждения или даже разрывы. Систематическое воздействие общих вибраций, характеризующихся высоким уровнем виброскорости, приводит к нарушениям физиологических функций организма в связи с поражением центральной нервной системы. Эти нарушения вызывают головные боли, головокружения, нарушения сна, снижение работоспособности, ухудшение самочувствия, нарушения сердечной деятельности.

 При воздействии вибрации низкой частоты (меньше 125 Гц) заболевание возникает через 8 – 10 лет, при воздействии высокочастотной вибрации (больше 125 Гц) – через 5 и менее лет.

Различают гигиеническое и техническое нормирование вибраций. Гигиенические  ограничивают параметры вибрации рабочих мест и поверхности контакта с руками работающих, исходя из физиологических требований, исключающих возможность возникновения вибрационной болезни. Технические ограничивают параметры вибрации не только с учётом указанных требований, но и исходя из достижимого на сегодняшний день для данного типа оборудования уровня вибрации.

Допустимые значения и методы оценки характеристик вибрации приведены в ГОСТ 12.1.012. – 90 «Вибрационная безопасность. Общие требования». Нормирование вибраций ведётся отдельно для общей и локальной вибраций. При этом используются среднеквадратичные значения виброскорости и виброускорения, а также их логарифмические уровни в дБ. Для общей вибрации эти величины устанавливают в октавных диапазонах частот со среднегеометрическими значениями 1, 2, 4, 8, 32, 63 Гц. Для локальных вибраций – в октавных полосах частот со среднегеометрическими значениями 16, 32, 63, 125, 250, 500, 1000 Гц. Нормы установлены для продолжительности смены 8 часов. 

В соответствии с требованиями ГОСТа разработаны стандарты на допустимые уровни вибрации ручных машин, стандарты на технические требования к средствам измерения и контроля вибрации на рабочих местах и стандарты на средства испытания ручного инструмента. 

5.2.5. Электробезопасность.

Электробезопасность – система организационных и технических мероприятий и средств, обеспечивающих защиту работающих от воздействия электрического тока.

Формирование электроопасности на производстве можно разделить на: опасность электрического тока при прохождении через организм человека; опасность электрических сетей; опасность электрооборудования; электроопасность, обусловленная категорией производственных помещений, в которых эксплуатируются электросети и электрооборудование.

Наиболее опасен переменный ток частотой 20 – 1000 Гц. 

Согласно правилам устройства  электроустановок (ПЭУ), все производственные помещения по опасности поражения электрическим током разделяются на три категории:

Помещения с повышенной опасностью, характеризующиеся наличием одного из следующих признаков:

- сырости, когда относительная влажность воздуха превышает 75%;

- высокой температуры воздуха, превышающей 35℃;

   токопроводящей пыли;

   токопроводящих полов; 

   возможности одновременного прикосновения к имеющим соединение с землёй металлоконструкциям зданий, технологическим аппаратам, механизмам и т.п., с одной стороны, и к металлическим корпусам электрооборудования – с другой.

Особо опасные помещения, характеризующиеся наличием одного из трёх условий:

особой сырости, когда относительная влажность воздуха около 100%;

химически активной среды, когда содержащиеся пары или образующиеся отложения действуют разрушающе на изоляцию и токоведущие части оборудования;

двух и более признаков одновременно, свойственных помещениям с повышенной опасностью.

Помещения без повышенной опасности, характеризующиеся отсутствием признаков повышенной и особой опасности.

Проектируемый участок относится к первой категории: помещения с повышенной опасностью и требует применения следующих защитных мер:

В электроустановках: малые напряжения, контроль повреждения изоляции, обеспечение недоступности токоведущих частей, защитные заземление и зануление, двойная изоляция и защитное отключение. 

Защитное заземление предназначено для устранения опасности поражения электрическим током в случае прикосновения к корпусу и к другим нетоковедущим частям электроустановок, оказавшимся под напряжением вследствие замыкания на корпус и по другим причинам. При этом все металлические нетоковедущие части электроустановок соединяются с землёй с помощью заземляющих проводников и заземлителя. 

Для заземления оборудования в первую очередь используют естественные заземлители: железобетонные фундаменты, а также расположенные в земле металлические конструкции зданий и сооружений. Согласно ПЭУ, сопротивление заземления в электроустановках напряжением до 1000 В не должно превышать 4 Ом.

Защитное зануление, так же как и защитное заземление, предназначено для устранения опасности поражения электрическим током при замыкании на корпус электроустановок. Защитное зануление осуществляется присоединением корпуса и других конструктивных нетоковедущих частей электроустановок к неоднократно заземлённому нулевому проводу, благодаря чему через защиту (плавкий предохранитель или автомат) потечёт ток короткого замыкания, который вызовет перегорание предохранителя или отключение автомата. Чтобы защита быстро срабатывала, ток короткого замыкания был в 3 раза больше номинального тока плавкой вставки предохранителя или расцепителя автоматического отключения. Это требование выполняется, если нулевой провод имеет проводимость не менее 50% проводимости фазного провода. В качестве нулевых проводов можно использовать стальные полосы, металлические оплетки кабелей, и др.

 

5.3. Пожарная безопасность.

Пожарная безопасность промышленного предприятия, технологического процесса, оборудования обеспечивается мероприятиями пожарной профилактики. Пожарная профилактика – комплекс технических и организационных мероприятий, направленных на предотвращение взрывов и пожаров, на их локализацию и создание условий для успешного тушения пожара.

Необходимым условием возникновения пожара является наличие окислителя горючего и источника загорания. Обеспечение пожарной безопасности технологического процесса, т.е. предупреждение возникновения пожара, означает исключение возможности образования условий, необходимых для развития пожара. Пожарная безопасность технологического процесса достигается разработкой мероприятий двух типов: исключением возникновения источников возгорания (импульсов воспламенения) и предупреждением в технологическом процессе образования и попадания горючей смеси в зону источника загорания. 

Импульсами воспламенения в технологическом процессе могут быть : открытое пламя; раскаленные и нагретые поверхности с температурой выше температуры самовозгорания; горючие смеси температура которых повысилась при сжатии до температуры самовоспламенения; искры, возникшие при ударе или трении; искры при электрических разрядах; электрическая дуга; самонагревание веществ, приводящее к самовозгоранию; статическое электричество; появление атмосферного электричества.

Для прекращения пожара применяют следующие способы:

изоляция очага горения от кислорода воздуха (для большинства горючих материалов при концентрации кислорода менее 14% процесс горения прекращается);

охлаждение зоны горения до температуры ниже температуры самовоспламенения или понизить температуру горящего вещества ниже температуры самовоспламенения; 

разбавление реагирующих веществ негорючими веществами; торможение (ингибирование) скорости горения (замедление реакции окисления); механическое сбивание пламени с очага горения; создание огнепреграждения на пути распространения пламени; изоляция горючих веществ от зоны горения.

К огнетушащим составам и средствам тушения относят воду, подаваемую в очаг горения сплошной струёй или в распылённом состоянии и обеспечивающую главным образом охлаждающий эффект; химическую и различной кратности воздушно-механическую пены, оказывающие в основном изолирующие действия; инертные газы (диоксид углерода и водяной пар), оказывающие разбавляющее действие; галогенуглеводородные составы, обладающие свойствами химических ингибиторов; порошковые составы, обладающие универсальными огнетушительными свойствами; комбинированные составы (сочетание порошковых и пенных составов, водогалогенуглеродные эмульсии).

Выбор средств пожаротушения зависит от технологии производства, физико-химических свойств сырья, полупродуктов и продуктов; от условий, исключающих появление вредных побочных явлений при реагировании огнетушащего средства с горящим веществом (например, взрывов, образования токсичных газов), а также от условий протекания процесса горения и технических возможностей, используемых для тушения пожара.

Проектируемый участок относится к категории пожароопасности Д. Так как на 50 м2 площади требуется 1пенный и 1 углекислотный огнетушитель, то на площадь цеха  (S = 315 м2) необходимо 7 пенных и 7 углекислотных огнетушителей.

5.4. Чрезвычайная ситуация.

Развитие аварийной или опасной ситуации в подавляющем большинстве носит вероятностный характер. Для эффективной профилактики аварий и несчастных случаев необходимы: выявление или идентификация опасностей, их количественная оценка, достоверное прогнозирование возникновения опасных ситуаций и обоснованный выбор мероприятий по предупреждению аварий и катастроф.

При возникновении ЧС решается комплекс специальных задач по ликвидации их последствий, важнейшей из которых является проведение спасательных и неотложных аварийно-восстановительных работ (СНАВР).

СНАВР выполняются в определенной последовательности и в максимально короткие сроки. На 1 этапе решают вопросы по экстренной защите людей, предотвращению развития или уменьшению воздействий ЧС и подготовке к развертыванию (выполнению) спасательных  и неотложных работ. На 2 этапе выполняются АСР, а также работы, начатые на 1 этапе. На 3 этапе решаются вопросы по обеспечению жизнедеятельности населения в районах, пострадавших в результате ЧС. Одновременно начинают работы по восстановлению функционирования объектов экономики.

Исходя из конкретных условий ЧС, поступившей информации о ее характере, масштабах и развитии последствий, определяют конкретный перечень и объем выбранных мер и способов борьбы со стихией и защиты людей, последовательность их проведения, привлечения необходимых сил и средств. СНАВР должны выполняться непрерывно днем и ночью, в любую погоду, в условиях разрушения, пожаров, заражения атмосферы и местности, затопления территории и воздействия других неблагоприятных условий до полного завершения всех работ.

. Инструкция по охране труда для токарей

5.5.1. Общие требования охраны труда.

К работе на токарных станках   допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие    медицинский    осмотр,    обучение    по    профессии    токарь, стажировку, вводный инструктаж, инструктаж на рабочем месте. 

Токарь обязан:

Выполнять правила внутреннего трудового распорядка. Запрещается употреблять, а также находиться на рабочем месте, территории организации или в рабочее время в состоянии алкогольного, наркотического или токсического опьянения;

Выполнять только ту работу, которая поручена мастером. Если недостаточно хорошо известен безопасный способ выполнения работы обратиться к мастеру за разъяснениями;

Не отвлекаться на посторонние дела и разговоры, не отвлекать других;

Не допускать на свое рабочее место лиц, не имеющих отношения к порученной работе;

Не работать неисправным инструментом и на неисправном оборудовании;

Работать в полагающейся спецодежде, спецобуви и пользоваться средствами индивидуальной защиты;

Содержать в порядке и чистоте рабочее место в течение всего рабочего дня и не загромождать его деталями, заготовками, отходами;

Оказывать    первую    помощь    потерпевшему    на    производстве;

Принимать меры по устранению нарушений правил охраны труда. Обо всех нарушениях правил по охране труда и случаях травмирования сообщать мастеру.

Находясь на территории завода, цеха, каждый рабочий должен быть внимательным к предупредительным сигналам электрокар, автомашин электрических кранов в других видов движущегося транспорта, а также выполнять требования предупреждающих, запрещающих и указывающих знаков безопасности и световых сигналов; не находиться под поднятым грузом. Если на высоте работают люди, обходить эти места работы на безопасном расстоянии.

После окончания работ спецодежда и обувь должны быть очищены от загрязнений. Хранить спецодежду и обувь следует в шкафах в проветриваемых помещениях на расстоянии 1 м от отопительных приборов.

Обнаружив неисправность защитных средств, их нужно немедленно изъять из употребления.

К работе с грузоподъемными механизмами допускаются лица, прошедшие обучение по Правилам устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов», сдавшие экзамен и имеющие при себе удостоверение на право работ управлению краном с пола зацепкой груза на крюк.

В процессе работы на токаря могут оказывать воздействие следующие опасные и вредные производственные факторы:

электрический ток;

острые кромки, заусенцы и шероховатость на поверхности детали и инструмента;

подвижные части оборудования;

движение напольного и автотранспорта;

смазывающие - охлаждающие жидкости (СОЖ);

производственный шум;

падение предметов с высоты.

Для защиты от вредных воздействий токарь должен работать в спецодежде и применять средства индивидуальной защиты:

комбинезон в/л {костюм х/б);

ботинки кожаные;

очки защитные;

рукавицы х/б (перчатки х/б).

В целях предупреждения кожных заболеваний рук при применении на станках охлаждающей жидкости перед началом работы смазать руки специальной пастой или мазями:

при масляной СОЖ - пастой ИРК1;

при водяной СОЖ - пастой ИРК2 или силиконовым кремом.

Для местного освещения использовать светильники напряжением не выше 42 В, с непросвечивающими отражателями с защитным углом не менее 30.

При обнаружении неисправности или поломки станка поставить в известность    мастера    и   до    устранения    неисправности    к   работе    не

приступать.

Во избежание несчастных случаев и попадания грязи и стружки в механизмы станка запрещается обдувать воздухом из шланга обрабатываемую поверхность детали и станок.

Запрещается работать на станке в рукавицах или перчатках, а также с забинтованными пальцами без резиновых напальчников.

Токарь обязан знать и соблюдать правила личной гигиены и промсанитарии:

не принимать пищу на рабочем месте;

мыть руки перед едой теплой водой с мылом,

не хранить спецодежду на рабочем месте;

соблюдать питьевой режим (температура воды должна быть в пределах (1520 С);

мыть руки эмульсией, растворителями нефтепродуктами и вытирать их грязной ветошью запрещается.

Токарь обязан знать и соблюдать правила противопожарной безопасности:

не загромождать приезды и проходы к пожарному инвентарю;

не пользоваться открытым огнем и электронагревательными приборами;

курить только в специально отведенных местах;

при работе с огнеопасными материалами соблюдать противопожарную безопасность и иметь на рабочем месте средства пожаротушения.

при возникновении пожара или возгорания, немедленно приступить к тушению пожара и сообщить в пожарную охрану, а также поставить в известность мастера.

В случае травмирования или недомоганий поставить в известность об этом мастера и обратиться в здравпункт.

Токарь должен уметь оказать первую (доврачебную) помощь пострадавшему.

Зона обработки в универсальных станках, предназначенных для обработки заготовок диаметром. До 630 мм включительно, должна ограждаться защитным устройством - экраном, как со стороны рабочего места, так и со стороны, противоположной рабочему месту. Экраны должны защищать работающего на станке и людей, находящихся вблизи станка,   от   отлетающей   стружки   и   смазочно-охлаждающей   жидкости.

Зажимные патроны универсальных токарных и токарно-револьверных станков должны иметь ограждения, при необходимости, легко отводимые при установке и снятии заготовок, не ограничивающие технологических возможностей станков, исключающие случайные прикосновения рук работающего к вращающемуся зажимному патрону.

Ограждение (защитный кожух) зажимного патрона должно быть оборудовано концевым выключателем, прекращающим подачу напряжения на электродвигатель станка при открытом ограждении.

Экономическая часть

6.1 Расчет экономического эффекта от совершенствования технологического процесса изготовления сателлита дифференциала

Экономическая эффективность определяется на основе создания и анализа бизнес плана на 5 лет. Сравнение ведется с вариантом, принятым в качестве базового. Базовым вариантом сравнения принимается исходная система.

При базовом  варианте обработка операции 040 зубошлифовальная производится на следующем станке: 

- 5В833, обработка производится специальным инструментом;

При новом варианте обработка производится на зубошлифовальном станке с ЧПУ GearSpect SBO 340 CNC Basic, с использованием специального инструмента. 

Выведены из эксплуатации 1 станок 5В833, который реализуется по остаточной стоимости на момент вывода из производства.

Полуавтомат 5В833 – 190 000 руб.

Итого: К 1 =190 000 руб.

  Приобретен 1 зубошлифовальный станок с ЧПУ GearSpect SBO 340 CNC Basic 116 за 2 115 000 руб., К 1 =2 115 000 руб.

Инвестиции рассчитываем на 5 лет.

Произведём вычисления капитальных вложений только по изменяющимся затратам, т.е. по составу и количеству оборудования. Другие составляющие капиталовложений будем считать неизменными. Так как на проектируемом станке предполагается изготавливать широкую номенклатуру деталей с похожими технологическими процессами, то возьмём для приближённого расчёта экономического эффекта сумму похожих по технологическим признакам деталей как годовую программу выпуска детали-представителя.

Заключение

При выполнении выпускной работы были изучены варианты построения технологического процесса с учётом производственной программы, характера продукции, а также технических и экономических условий осуществления производственного процесса. Разработанный технологический процесс преимущественно дифференцирован, т.е. расчленён на отдельные операции, которые закреплены за отдельными станками. При использовании  станков были применены универсальные приспособления, универсальный режущий инструмент, измерительный инструмент, обеспечивающих взаимозаменяемость обработанных деталей.

Определяется содержание и последовательность выполнения технологических переходов, режимы резания. Усовершенствование технологического процесса 

Использование станков  с ЧПУ  значительно сокращает вспомогательное время  на обработку детали за счёт сокращения вспомогательного времени на смену инструмента, многочисленные переустановки детали и  сокращения основного времени благодаря возможности увеличения режимов резания.

В конструкторской части проекта содержатся вопросы проектирования зажимного приспособления для зубофрезерной операции.

В разделе, безопасность и  экологичности проекта, рассмотрены вопросы: безопасность труда при механической обработке материалов резанием; шумовые загрязнения окружающей среды, характеристика источников шума в проектируемом цехе, нормирование шума на территории предприятия и в жилом массиве; обеспечение устойчивости работы проектируемого участка в условиях ЧС.

При планировании и организации  производства были определены: форма организации выполнения технологических процессов, производственная структура участка, состав участка. На основе сравнения был выбран наиболее предпочтительный вариант планировки цеха.