Главная       Продать работу       Блог       Контакты       Оплата       О нас       Как мы работаем       Регистрация       Вход в кабинет
Тех. дипломные работы
   автомобили
   спец. техника
   станки
   тех. маш.
   строительство
   электроснабжение
   пищевая промышленность
   водоснабжение
   газоснабжение
   автоматизация
   теплоснабжение
   холодильники
   машиностроение
   др. тех. специальности

Тех. курсовые работы
   автомобили
   спец. техника
   станки
   тех. маш.
   строительство
   детали машин
   электроснабжение
   газоснабжение
   водоснабжение
   пищевая промышленность
   автоматизация
   теплоснабжение
   ТММ
   ВСТИ
   гидравлика и пневматика
   машиностроение
   др. тех. специальности

Тех. дополнения
   Отчеты
   Расчетно-графические работы
   Лекции
   Задачи
   Лабораторные работы
   Литература
   Контрольные работы
   Чертежи и 3D моделирование
   Тех. soft
   Рефераты
   Общий раздел
   Технологический раздел
   Конструкторский раздел
   Эксплуатационный раздел
   БЖД раздел
   Экономический раздел
   Экологический раздел
   Автоматизация раздел
   Расчетные работы

Гум. дипломные работы
   педагогика и психология
   астрономия и космонавтика
   банковское, биржевое дело
   БЖД и экология
   биология и естествознание
   бухгалтерский счет и аудит
   военное дело
   география
   геология
   государство и право
   журналистика и СМИ
   иностранные языки
   история
   коммуникации
   краеведение
   кулинария
   культура и искусство
   литература
   экономика и торговля
   математика
   медицина
   международное отношение
   менеджмент
   политология
   музыка
   религия
   социология
   спорт и туризм
   таможенная система
   физика
   химия
   философия
   финансы
   этика и эстетика
   правознавство

Гум. курсовые работы
   педагогика и психология
   астрономия и космонавтика
   банковское, биржевое дело
   БЖД и экология
   биология и естествознание
   бухгалтерский счет и аудит
   военное дело
   география
   геология
   государство и право
   журналистика и СМИ
   иностранные языки
   история
   коммуникации
   краеведение
   кулинария
   культура и искусство
   литература
   экономика и торговля
   математика
   медицина
   международное отношение
   менеджмент
   политология
   музыка
   религия
   социология
   спорт и туризм
   таможенная система
   физика
   химия
   философия
   финансы
   этика и эстетика
   правознавство

Гум. дополнения
   Отчеты
   Расчетные работы
   Лекции
   Задачи
   Лабораторные работы
   Литература
   Контрольные работы
   Сочинения
   Гум. soft
   Рефераты

Рефераты
   Авиация и космонавтика
   Административное право
   Арбитражный процесс
   Архитектура
   Астрология
   Астрономия
   Банковское дело
   Безопасность жизнедеятельнос
   Биографии
   Биология
   Биология и химия
   Биржевое дело
   Ботаника и сельское хоз-во
   Бухгалтерский учет и аудит
   Валютные отношения
   Ветеринария
   Военная кафедра
   ГДЗ
   География
   Геодезия
   Геология
   Геополитика
   Государство и право
   Гражданское право и процесс
   Делопроизводство
   Деньги и кредит
   ЕГЭ
   Естествознание
   Журналистика
   ЗНО
   Зоология
   Издательское дело и полиграф
   Инвестиции
   Иностранный язык
   Информатика
   Информатика, программировани
   Исторические личности
   История
   История техники
   Кибернетика
   Коммуникации и связь
   Компьютерные науки
   Косметология
   Краеведение и этнография
   Краткое содержание произведе
   Криминалистика
   Криминология
   Криптология
   Кулинария
   Культура и искусство
   Культурология
   Литература : зарубежная
   Литература и русский язык
   Логика
   Логистика
   Маркетинг
   Математика
   Медицина, здоровье
   Медицинские науки
   Международное публичное прав
   Международное частное право
   Международные отношения
   Менеджмент
   Металлургия
   Москвоведение
   Музыка
   Муниципальное право
   Налоги, налогообложение
   Наука и техника
   Начертательная геометрия
   Оккультизм и уфология
   Остальные рефераты
   Педагогика
   Политология
   Право
   Право, юриспруденция
   Предпринимательство
   Прикладные науки
   Промышленность, производство
   Психология
   психология, педагогика
   Радиоэлектроника
   Реклама
   Религия и мифология
   Риторика
   Сексология
   Социология
   Статистика
   Страхование
   Строительные науки
   Строительство
   Схемотехника
   Таможенная система
   Теория государства и права
   Теория организации
   Теплотехника
   Технология
   Товароведение
   Транспорт
   Трудовое право
   Туризм
   Уголовное право и процесс
   Управление
   Управленческие науки
   Физика
   Физкультура и спорт
   Философия
   Финансовые науки
   Финансы
   Фотография
   Химия
   Хозяйственное право
   Цифровые устройства
   Экологическое право
   Экология
   Экономика
   Экономико-математическое мод
   Экономическая география
   Экономическая теория
   Этика
   Юриспруденция
   Языковедение
   Языкознание, филология

Главная > Тех. дипломные работы > автомобили
Название:
Проект участка механического цеха по изготовлению фланца 7100.00.35.001

Тип: Дипломные работы
Категория: Тех. дипломные работы
Подкатегория: автомобили

Цена:
1 грн



Подробное описание:

Аннотация

122 страницы, 20 иллюстраций, 21 таблица, 17 источник литературы, 6 приложений, 12 листов графического материала.
В данном дипломном проекте я провел анализ назначения, конструкции и технологичности детали, базового варианта технологического процесса. Определил тип производства. Сделал выбор заготовки, технологических баз, методов обработки. Произвел разработку технологических операций. При помощи РАМОП произвел аналитический расчет припусков на обработку. Рассчитал режимы резания, технические нормы времени на технологические операции, технологическую размерную цепь. Определил необходимое количество оборудования. Произвел расчет и проектирование специального приспособления для сверления отверстий на агрегатном станке, мембранного патрона для шлифования уступа, приспособления для контроля радиального биения, сверла комбинированного. Спроектировал планировку участка по изготовлению фланца токарного патрона, с учетом всех норм, правил и требований в помещениям механических цехов. Осуществил расчет технико-экономических показателей обработки детали. Экономический эффект проектируемого варианта по сравнению с базовым составляет 50,28 млн. руб. Определил основные задачи в области охраны труда. Указал требования техники безопасности, производственной санитарии, санитарно-гигиенических требований в рабочей зоне, естественного и искусственного освещения, вентиляции, защиты населения в чрезвычайных ситуациях, охраны окружающей среды.
Необходимая техническая документация оформлена в виде комплекта документов на изготовление детали в соответствии с требованиями ЕСКД на соответствующие карты по ГОСТ 3.1118-82, ГОСТ 3.1105-84, ГОСТ 3.1302-85, ГОСТ 3.1404-86 и другие.

Содержание

Введение……………………………………………………………………………..
1 Разработка технологического процесса изготовления детали…………………
1.1 Назначение и конструкция детали……………………………………………..
1.2 Анализ технических условий изготовления детали…………………………..
1.3 Анализ технологичности конструкции детали………………………………..
1.4 Определение типа производства……………………………………………….
1.5 Выбор метода получения заготовки……………………………………………
1.6 Анализ базового технологического процесса обработки детали……………
1.7 Выбор методов обработки……………………………………………………...
1.8 Выбор технологических баз……………………………………………………
1.9 Разработка технологического маршрута обработки детали………………….
1.10 Разработка технологических операций………………………………………
1.11 Расчёт припусков на обработку………………………………………………
1.12 Расчёт режимов резания………………………………………………………
1.13 Определение норм времени…………………………………………………..
1.14 Расчёт технологической размерной цепи……………………………………
1.15Определение необходимого количества оборудования……………………..
1.16 Уточнённый расчёт типа производства……………………………………...
2 Расчет и проектирование средств технологического оснащения……………...
2.1 Расчет и проектирование станочного приспособления для сверления
отверстий…………………………………………………………………………....
2.1.1Служебное назначение и описание конструкции приспособление………..
2.1.2 Расчёт сил зажима заготовки………………………………………………..
2.1.4 Расчёт приспособления на точность………………………………………...
2.1.5 Расчёт приспособления на прочность……………………………………….
2.2 Расчет и проектирование мембранного патрона……………………………..
2.2.1Служебное назначение и описание конструкции мембранного патрона….
2.2.2 Расчёт сил зажима заготовки………………………………………………..
2.2.3 Расчёт приспособления на точность………………………………………...
2.2.4 Расчёт приспособления на прочность………………………………………
2.3 Расчёт и проектирование приспособления для контроля радиального
биения……………………………………………………………………………….
2.4 Расчет и проектирование сверла ступенчатого………………………………
2.5 Расчет и проектирование подвесного конвейера…………………………….
3 Технико-организационная часть………………………………………………...
4 Технико-экономический раздел…………………………………………………
4.1 определение потребностей в материально-технических и трудовых
ресурсах……………………………………………………………………………..
4.2 Расчет технико-экономических показателей………………………………
4.3 Расчет себестоимости продукции…………………………………………..
4.4 Общая экономическая эффективность…………………………………….
4.5 Сравнительная экономическая эффективность……………………………
5 Охрана труда и окружающей среды…………………………….……………
5.1 Общие требования…………….……………………………..………………
5.2 Пояснительная часть…………………………………...……………………
5.3 Расчетная часть………………………………………………………………
5.4 Обеспечение безопасности в чрезвычайных ситуациях………………….
Литература……………………………………………………………………….

Введение
Технология определяет состояние и развитие производства. От её уровня зависит производительность труда, экономичность расходования материальных и энергетических ресурсов, качество выпускаемой продукции и другие показатели. Для восстановления производственных мощностей и дальнейшего ускоренного развития машиностроительной промышленности, как основы всего народного хозяйства страны требуется разработка новых технологических процессов, постоянное совершенствование традиционных и поиск более эффективных методов обработки и упрочнения деталей машин и сборки их в изделия.
Важная роль в ускорении научно-технического прогресса в машиностроении отводится подготовке высококвалифицированных инженерных кадров, освоению ими современных способов изготовления и контроля продукции, методик проектирования прогрессивных технологических процессов.
Дипломное проектирование является завершающим этапом обучения. При выполнении проекта был изучен базовый вариант изготовления фланца токарного патрона и предложен новый более совершенный технологический процесс. В данном дипломном проекте будут рассмотрены следующие вопросы:
– определение типа производства;
– анализ конструкции и технологичности детали;
– выбор заготовки;
– выбор схем базирования и методов обработки поверхностей;
– выбор оборудования;
– расчет и назначение припусков;
– расчет режимов резания и нормирование операций;
– расчет и проектирование технологического оснащения производства и т.д.
Помимо этого, дипломный проект включает в себя необходимый минимум графического материала по рассмотренным вопросам, документацию к чертежам и сам технологический процесс.

1 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛИ

1.1 Анализ назначения и конструкции детали

Деталь «Фланец 7100-0035.001» входит в состав сборочной единицы «Трехкулачковый спирально-реечный самоцентрирующий патрон 7100-0035.000». Такие патроны устанавливаются на конце шпинделя токарного станка, их применяют для установки по цилиндрической поверхности различных деталей в серийном и единичном типе производства.


Рисунок 1.1 – Патрон токарный самоцентрирующий
1 - корпус;
2 - фланец;
3 - диск спиральный;
4 - кулачок прямой;
5 - шестерня коническая;
6 - втулка;
7 - стопор;
8 - кулачок обратный;
9 - ключ.

Трехкулачковый спирально-реечный самоцентрирующий патрон состоит из корпуса, в котором установлен спиральный диск, находящийся в зацеплении с кулачками (прямые или обратные) и с тремя коническими шестернями, расположенными под углом 120 градусов друг к другу. При вращении торцовым ключом одной из трех конических шестерен, вмонтированных в радиальное отверстие корпуса и застопоренных стопором, вращается спиральный диск, который через зубья рейки кулачка передает им движение. Кулачки перемещаются по направляющим шипам корпуса и зажимают заготовку. Установка кулачков производится в следующем порядке: кулачок под номером 1 ставится в Т-образный паз корпуса, обозначенный также номером 1 и вращением торцового ключа происходит зацепление с первым витком спирального диска на 1/3 оборота (не более), ставится второй кулачок с номером 2 в Т-образный паз под номером 2, дальше производится установка третьего кулачка. С целью улучшения рабочих характеристик патрона, т. к. происходит трение поверхностей, производят смазывание последних смазкой, содержащих дисульфид молибдена.
Фланец служит для передачи вращательного момента от шпинделя станка к корпусу токарного патрона. Фланец базирует корпус патрона, а также препятствует попаданию в патрон стружки и грязи.

Основными конструкторскими базами, поверхностями ориентирования детали в сборочной единице, являются внутреннее коническое отверстие, 4 отверстия М12-6Н, по которым фланец патрона базируется по фланцу шпинделя, и левый торец, по которому они контактируют.
Вспомогательными конструкторскими базами, поверхностями ориентирования относительно них других деталей, являются три углубления под шестерню, правый торец и 3 отверстия М10-7Н для закрепления с корпусом.
Исполнительные поверхности, с помощью которых фланец выполняет свою функцию, являются все вспомогательные конструкторские базы.
Остальные поверхности являются свободными.

Материал детали – легированная конструкционная сталь 40Х (ГОСТ 4543-71). Это среднеуглеродистая сталь нормальной прочности. Сталь 40Х относится к дешевым конструкционным материалам, поэтому применяется для изготовления самых разнообразных деталей во всех отраслях машиностроения. Технологическим процессом также предусмотрен материал заменитель. Допускается изготавливать из стали 45 ГОСТ 1050-88.

 

 


Таблица 1.1 – Химический состав стали 40Х ГОСТ 4543-71

Массовая доля элементов, % не более
С Si Mn Cr Ni
0,36-0,44 0,17-0,37 0,5-0,8 0,8-1,1 Не более 0,3

Плотность стали ρ=7850 кг/м3.


Таблица 1.2 – Механический свойства стали 40Х ГОСТ 4543-71




КСU Твёрдость НВ
МПа % Дж/см2 Не более
980 10 45 60 217

где σв - временное сопротивление (предел прочности при растяжении), МПа;
δ5 – относительное удлинение после разрыва на образцах пятикратной длины, %;
ψ – относительное сужение после разрыва, %;
KCU – ударная вязкость, определяемая на образце с концентратором вида U, при комнатной температуре, Дж/см2;
НВ – единицы твёрдости по Бринеллю.

1.2 Анализ технических условий изготовления детали

Заготовка изготавливается из стали 40Х, предусмотрен материал-заменитель сталь 45. Исходя из назначения и условий работы детали, наиболее важными и ответственными поверхностями являются внутреннее коническое отверстие во фланце Ø106,36+0,05 мм, правый торец фланца, Ø208к6+0,04мм.
Поверхность внутреннего конического отверстия Ø106,36+0,05 расположена под углом 7°+30` к оси отверстия, ее выполняют по 7 квалитету. Эту поверхность с параметром шероховатости Ra 0,8 необходимо получить точно в соответствии с указанным размером, так как от ее точности зависит правильность установки токарного патрона на конец шпинделя, а, следовательно, и надежность его эксплуатации.
Жесткий допуск (Td = 0,02 мм) на отклонение от параллельности правого и левого торцов фланца относительно оси внутреннего отверстия необходим для точной ориентации фланца относительно корпуса, а, следовательно, для точной сборки токарного патрона в сборочную единицу.
Позиционный независимый допуск (Td = 0,25 мм на радиус) осей отверстий Ø13 необходим для точного базирования корпуса по фланцу патрона. Требование к точности диаметра отверстия Ø13+0,43мм соответствует 14 квалитету размерной точности, что является достаточным для нормального базирования крепежных болтов.
Позиционный независимый допуск (Td = 0,25 мм) осей трех отверстий М10-7Н необходим для точного базирования корпуса по фланцу патрона со стороны корпуса. Не соблюдение этих требований приведет к неточной сборке токарного патрона, и данное соединение не будет обладать достаточной надежностью и точностью.
Допуск (Td = 0,15 мм в радиусном выражении) пересечения осей отверстий под коническую шестерню относительно оси внутреннего отверстия фланца необходим для точной установки конической шестерни, которая вращает спиральный диск. Эта точность обеспечивает достаточно надежное зубчатое зацепление конической шестерни и спирального диска.
Допуск (Td = 0,02 мм на радиус) соосности трех отверстий Ø11Н11, в которые устанавливаются конические шестерни, необходим для одинаково надежного контакта всех трех шестерен и спирального диска.
Жесткий допуск (Td = 0,02 мм) торцевого биения фланца относительно оси внутреннего отверстия фланца, а также правого торца (места контакта фланца и корпуса) относительно оси внутреннего отверстия фланца обеспечивает точность сборки фланца с корпусом токарного патрона, а, следовательно, и надежность его работы при больших оборотах вращения.

 

 

1.3 Анализ технологичности конструкции детали

Произведем анализ конструкции детали с точки зрения возможности использования рациональных методов получения заготовки.
При получении заготовки методом горячей объемной штамповки можно отметить следующие особенности:
- Материал заготовки сталь 40Х хорошо поддается пластической деформации в нагретом состоянии. Поэтому нет необходимости использовать более мощное и дорогое оборудование для получения поковки, что снизит себестоимость готовой детали;
- Возможно получение заготовки за один ход деформирующего инструмента, что существенно снижает рабочее время и также отразится на снижении себестоимости продукции.
- Деталь имеет большое количество отверстий небольшого диаметра, которые невозможно получить на стадии производства заготовки, что повышает трудоемкость механической обработки.
Конструкции детали с точки зрения получения заготовки нельзя дать хорошей оценки, так как при всех достоинствах заготовка получается не сильно приближенной по форме и размерам к готовой детали, что повышает себестоимость готового изделия.

Произведем анализ технологичности конструкции с точки зрения механической обработки. При этом отметим следующие факторы:
- обрабатываемость материала сталь 40Х нормальная. Это обуславливается средним содержанием углерода в материале и, соответственно, средней твердостью;
- несложная геометрическая форма детали, имеются удобные для базирования поверхности, поэтому не требуются специальные дорогостоящие приспособления. Однако требуются большие затраты времени на переустановку заготовки, т. к. имеется большое количество обрабатываемых поверхностей;
- доступ инструмента к обрабатываемым поверхностям не вызывает затруднений, сложные контурные обрабатываемые поверхности также отсутствуют, однако контроль выдерживания требуемых допусков формы и
расположения поверхностей требует применения специальных измерительных приспособлений, большинство линейных размеров контролируется калибрами (что характерно для крупносерийного и массового производства);
- имеются двухступенчатые отверстия, которые возможно обработать двухступенчатым сверлом. Это увеличит точность, уменьшит время на обработку, значит, увеличит производительность. Но с другой стороны необходим дорогой специальный режущий инструмент – двухступенчатое сверло;
- отсутствуют необрабатываемые резанием поверхности, следовательно большая трудоёмкость механической обработки;
- за один установ можно выполнить обработку нескольких однотипных отверстий, а также обработать отверстия других видов, доступных для обработки, что сокращает общее время на обработку;
- присутствуют как сквозные, так и глухие отверстия разных диаметров, на многих из них требуется нарезать точную резьбу, и как следствие, необходимо большое количество инструмента различного диаметра;
- поверхность внутреннего конического отверстия Ø106,36+0,05, расположенная под углом 7°+30` к оси отверстия, является не технологичным элементом, так как требует высокого качества и точности обработки;
- отверстие под конические шестерни малотехнологичное, т.к. оно обрабатывается совместно с корпусом.
На чертеже указано необходимое минимальное количество размеров для определения положения всех поверхностей детали. Замкнутые размерные цепи отсутствуют.
На основании вышеперечисленного делаем вывод об удовлетворительной технологичности конструкции детали с точки зрения ее механической обработки.

 

1.4 Ориентировочное определение типа производства

Годовой объём выпуска детали «Фланец 7100-0035.001» равен 25000 шт. Используя массу как меру трудоемкости изготовления детали, по годовому объёму выпуска и ее массе определим предварительно тип производства.

Масса детали – 9,8 кг.
Годовой выпуск – 25000 шт.
Тип производства – крупносерийное.

Таблица 1.3 – Определение типа производства


Масса детали, кг Предварительный тип производства
Единич-ное Мелко-серийное Средне-серийное Крупно-серийное Массовое
5,0 – 10 <10 10-300 300-25000 25000-50000 50000
>10 <10 10-200 200-10000 10000-25000 25000

В дальнейшем тип производства будет уточнен по коэффициенту закрепления операций (когда КЗ.О. будет рассчитан).

 

1.5 Выбор метода получения заготовки
Выбор методов получения исходной заготовки оказывает большое значение на решение задачи экономии металла. При выборе методов получения исходных заготовок следует учитывать потери металла связанные с этими методами. Так как при выборе метода получения заготовки важнейшими критериями являются стоимость и коэффициент использования материала.
В базовом варианте технологического процесса в качестве заготовки используется диск.
Недостатки такой заготовки следующие:
− низкий коэффициент использования металла;
− необходимость длительной многопроходной обработки;
− значительные затраты на режущий инструмент при многопроходной обработке;
− нерациональное использование дорогостоящего оборудования;
− нерациональное использование дорогостоящих производственных площадей;
− нерациональное использование рабочего персонала предприятия;
В качестве альтернативного способа получения заготовки я предлагаю использовать штампованную заготовку в открытых штампах. Это позволит значительно увеличить коэффициент использования металла, уменьшить длительность обработки, снизить расход режущего инструмента, уменьшить количество используемого оборудования, рабочего персонала и производственных площадей.
Назначим припуски на обработку по ГОСТ 7505-89 .
Штамповочное оборудование – КГШП (штамповка в открытых штампах)
1 Исходные данные по детали:
1.1 Материал − сталь 40Х по ГОСТ4543-88.
1.2 Масса детали m = 9,8 кг.
2 Исходные данные для расчета:
2.1 Класс точности принимаем Т4 (т.к. основное деформирующее оборудование: кривошипный горячештамповочный пресс, технологический процесс: открытая штамповка)
2.2 Группа стали М2 (т.к. сталь поковки среднеуглеродистая)
2.3 Степень сложности С1 (т.к. отношение массы детали к массе геометрической фигуры, в которую вписывается форма детали, равняется 0,67)


Конфигурация поверхности разъема – плоская.
Принимаем исходный индекс 14.

3 Припуски и кузнечные напуски:
3.1 Основные припуски на размеры, мм:
2,5 – Ø250 мм и чистота поверхности 0,8;
2,5 – Ø208 мм и чистота поверхности 0,8;
1,8 – Ø106,36 мм и чистота поверхности 0,8;
1,5 – Ø80 мм и чистота поверхности 3,2;
1,2 – толщина 38 мм и чистота поверхности 0,8;
1,2 – толщина 18,5 мм и чистота поверхности 3,2.
3.2 Дополнительные припуски, учитывающие:
смещение поверхностей разъема штампа – 1мм;
отклонение от плоскостности – 1мм;
3.3 Штамповочный уклон:
на наружной поверхности – не более 70, принимается 70;
на внутренней поверхности – не более 100, принимается 100;

4 Размеры поковки и их допускаемые отклонения:
4.1 Размеры поковки:
диаметр 250 + (2,5 + 1) • 2 = 257мм;
диаметр 208 + (2,5 + 1) • 2 = 215мм;
диаметр 106,36 – (1,8 + 1) • 2 = 100,8мм;
диаметр 80 – (1,5+ 1) • 2 = 75мм;
толщина 38 + (1,2 + 1) • 2 = 42,4мм;
толщина 18,5 +1,2 – (1,2 + 1) • 2 = 17,5мм.
4.2 Радиус закругления наружных углов – 3,0мм (минимальный) принимается 3,0мм.
4.3 Допускаемые отклонения размеров, мм:
Ø257 ;
Ø215 ;
Ø100,8 ;
Ø75 ;
толщина 42,4 ;
толщина 17,5 .

4.4 Неуказные предельные отклонения размеров принимаются равными 1,5 допуска соответствующего размера поковки с равными допускаемыми отклонениями.
4.5 Неуказанные допуски радиусов закруглений – 0,5мм.
4.6 Допускаемая величина остаточного облоя – 1,2мм.
4.7 Допускаемое отклонение от плоскостности – 1,0мм.
4.8 Допускаемое отклонение от концентричности пробитого отверстия относительно внешнего контура заготовки – 2,0мм.
4.9 Допускаемое смещение по поверхности разъема штампа – 1,0мм.
4.10 Допускаемая величина высоты заусенца – 5мм.
Теперь можно сравнить базовый и альтернативный методы получения заготовки.
Проведём расчёт заготовки из цельного диска:
Масса заготовки, кг:
m = ρ•V = ρ • (π • R2 • H), (1.1)
m = 7,8 • 10-6 •(3,14 • 1302 • 44) = 17,7кг;
Себестоимость заготовки можно определить по формуле:
, (1.2)
где: Si - базовая стоимость одной тонны заготовок, руб.;
Sотх – базовая стоимость одной тонны отходов, руб.;
кт - коэффициент зависящий от класса точности;
кс - коэффициент зависящий от группы сложности;
кв - коэффициент зависящий от массы;
км - коэффициент зависящий от марки материала;
кп - коэффициент зависящий от объема производства.
Q-масса заготовки, кг;
q- масса детали, кг.
Si = 584000 руб./т.
Sотх = 36000 руб./т.
кт = 1; кс = 0,84; кв = 0,8; км = 1; кп = 1
;
Определим стоимость заготовки получаемой на КГШП в открытых штампах :
Определим массу поковки. Для этого необходимо посчитать объём материала, используемого для получения заготовки.
Общий объём цилиндра с габаритными размерами получаемой поковки:
, (1.3)
где Rобщ – радиус наружной части поковки, мм;
Н – габаритная ширина поковки, мм;

Приблизительный объём внутреннего отверстия в форме усеченного конуса:
, (1.4)
где R1 – радиус большего основания конуса, мм;
r1 – радиус меньшего основания конуса, мм;
Н1 – высота конуса, мм;

Приблизительный объём цилиндрической части отверстия:
, (1.5)
где R2 – радиус основания цилиндра, мм;
Н2 – высота цилиндра, мм;

Приблизительный объём выточки на правом торце в форме кольца:
, (1.6)
где R3 – больший радиус кольца, мм;
r3 – меньший радиус кольца, мм;
Н3 – высота кольца, мм;

Объём материала, используемого для получения поковки:
; (1.7)

Масса поковки, кг:
, (1.8)
где ρ – плотность стали 40Х, кг/м3;

Можно приблизительно посчитать массу припуска, снимаемого с поковки при механической обработке:
, (1.9)
где m – масса готовой детали, кг;

Определим стоимость поковки по формуле:
,
Si = 584000 руб./т.
Sотх = 36000 руб./т.
кт = 1,1; кс = 0,84; кв = 0,8; км = 1; кп = 1
.

Найдём коэффициент использования металла:

Для заготовки из цельного диска:
;
На КГШП в открытых штампах:
;

Таким образом, заготовка, получаемая на КГШП в открытых штампах, имеет ряд преимуществ и ее экономически целесообразно применять для получения заготовки фланца токарного патрона в крупносерийном производстве.

 

 


1.6 Анализ базового варианта технологического процесса

В базовом технологическом процессе в качестве заготовки используется цельный диск. Основным недостатком этой заготовки является низкий коэффициент использования материала, что увеличивает затраты на механическую обработку. В качестве заготовки более целесообразно использовать поковку на КГШП в открытых штампах. Это позволит уменьшить число операций, т.к. заготовка будет более точной.
В исходном технологическом процессе (ТП), на первой сверлильной операции 001 и на второй токарной 005 заготовку базируют по необработанным поверхностям в трехкулачковый патрон. На следующей токарной операции 010 базирование заготовки происходит по уже обработанным поверхностям. Разработчики исходного ТП соблюдают принцип однократного использования черновой базы при базировании в одном координатном направлении. На последующих алмазно-расточных операциях 020 и 025 заготовку базируют по заранее обработанным поверхностям.
В качестве комплекта чистовых баз почти на всех операциях используется чисто обработанное внутреннее отверстие Ø80+0,042 мм и торцевую поверхность фланца. Поэтому можно сделать вывод, что разработчики исходного ТП учли и принцип постоянство технологических баз.
На операциях исходного ТП применяются только полуавтоматы и универсальные станки, а также агрегатный станок. Это оборудование соответствует предварительно выбранному крупносерийному типу производства.
На алмазно-расточной операции 025 внутреннее коническое отверстие фланца получается по 8 квалитету размерной точности (заготовка – 16 квалитет), после предыдущей операции точность была на уровне 13 квалитета. Такое уточнение не может быть реализовано за 1 переход на заранее настроенных станках, и его необходимо выполнить за несколько переходов.
Принцип единства баз в исходном техпроцессе соблюдается не всегда. На плоскошлифовальной операции 070 фланец устанавливается правым торцом на стол станка и шлифуется противоположный левый торец. В данном случае принцип единства баз соблюдается, т.к. левый торец фланца является технологической и измерительной базой. А на алмазно-расточной операции 020 разработчики исходного ТП отходят от принципа единства баз при получении точного размера 9,5±0,05мм, технологическая и измерительная базы не совпадают.
На чертеже детали не указаны допуски на внутреннее отверстие Ø80мм. Значит, его достаточно выполнить с точностью 14-го квалитета. Но в исходном ТП данное отверстие используют в качестве чистовой базы, поэтому его обрабатывают с высокой точностью. Но в этом нет необходимости. В качестве чистовой базы можно использовать поясок на правом торце для базирования заготовки по наружной цилиндрической поверхности, а не по внутренней.
Результаты анализа сведем в таблицу.

Таблица 1.6 – Результаты анализа исходного техпроцесса

№ оп Содержание операции. Обору-дование Приспособле-ние Режущий инструмент Измеритель-ный инструмент
1 2 3 4 5 6
001 Токарная автоматная
Поз.2 Сверлить отверстие Ø38+0,62
Поз.3 Почить поверхность в размер Ø212±1,0 на глубину 5 мм;
Поз.4 Почить поверхность в размер Ø212±1,0 на глубину 9,5 мм; 1283
Токарный патрон 7271-4069 ГОСТ 2675-80
Сверло 2301-0126 ГОСТ 10903-77 ШЦ-III-300-0,1 ГОСТ 166-89
005 Токарная автоматная
Точить поверхности в размер:
Поз.2 Ø148-1,0; 1,5±0,1; 43,5-0,5
Поз.3 Ø253-0,5; 22±1,0; Ø73+1,0
Поз.4 Ø212-1,0; 95-0,2
Поз.5 Ø78±0,5; 2,5×45º; 22±1,0
Поз.6 Ø208,8-0,15; 1,5×45º; 9,5-0,5
Поз.7 Ø250,6-0,3; 22±1,0;


1283

 

Токарный патрон 7271-4069 ГОСТ 2675-80

 

Резец 2100-1916; 2100-1917; 2100-2186; 2100-2162 ГОСТ 26611-85
Резец 2101-4013; 2101-4012 ГОСТ 166-89
ШЦ1-125-0,1
ШЦ2-300-0,1
ГОСТ 166-80;
ШГ-0-160-0,05 ГОСТ 162-80; Шаблон 8150-4414

010 Токарная автоматная.
Точить поверхности в размер:
Поз.2 Ø253-1,0; 21+1,0; Ø100+0,8
Поз.3 Ø170-1,0; 1,5±0.2; 40-0,5
Поз.4 1,3×45º; Ø79,4+0,15
Поз.5 Ø170-1,0; 1,3±0,1; 39-0,25

Поз.6 Ø105,3+0,46; 19,8±0,2;
7о +1 о
Поз.7 Ø250,6-0,3; 2×45º;
Поз.8 Ø104+0,8; 19,8±0.2;
5+0,3; 3,0×45º;

 

 

1283

 

 

 


Токарный патрон 7271-4069 ГОСТ 2675-80.

 

 

 


Резец
2101-4100; 2101-4013 ГОСТ
166-89;
2100-1963; 2100-1964 ГОСТ 26611-85;
2128-4022 ГОСТ 26611-85

ШЦ2-300-0,1
ГОСТ 166-80;
ШГ-0-160-0,05 ГОСТ 162-80;
Скоба инди-каторная 8150-4037, эталон 8150-4036, угломер тип 1-5 ГОСТ 5378-66, эталон шерохова-тости утв.ОГМетр, меры концевые 2Н2 ГОСТ 9038-83.

 

 

 

 

 

015

 


Технический контроль
Контролируются все размеры, полученные на предыдущих двух операциях. Контролируется допуск радиального биение верхнего торца 0,15мм и внутреннего отверстия и биение правого торца относительно оси конусной части внутреннего отверстия

 

 

 

 

Стол контро-лера

 

 

 

 

 

 

 

Специальное приспособле-ние 8510-4136

 

 

 

 


Эталон шероховатости утв.ОГМетр., ШЦ2-300-0,1
ГОСТ 166-80; Скоба индикаторная 8150-4037, эталон 8150-4036, угломер тип 1-5 ГОСТ 5378-66, глубиномер 8510-4135, эталон 8510-4135/002, ШГ-0-160-0,05 ГОСТ 162-80; меры концевые 2Н2 ГОСТ 9038-83,плита 1-0-630*400, штатив Ш-1-8, индикатор ИЧ 02 кл1.

020
Алмазно-расточная
Точить поверхности одновременно в размер Ø208,2-0,05 ; 9,5±0,05 ,
38,6-0,16 ; Ø80+0,042
выдерживая допуск параллельности 0,05 мм правого и левого торца

 

 

 

 

 

 

ВС-490

 

 

 

 

 

 

 

 

Специальный токарный патрон
7102-0070

 

 

 

 

 

 


Резец 2140-4007

 

 

 

 

 

 

Нутромер НИ 50-100 ГОСТ 868-82, скоба индикаторная 8150-4357-03, эталон 8510-4135/002, меры концевые 2Н2 ГОСТ 9038-83,плита 1-0-630*400, штатив Ш-1-8, индикатор ИЧ 02 кл1.
микрометр МК 50-2 ГОСТ 6507-90, кольцо 8151-4011-04

 


025 Алмазно-расточная
Точить поверхности в размер:
Ø250-0,115; Ø170-1,0; Ø106,36+0,05
7º +30` ; 38,3-0,062 1,3±0,5;
выдерживая допуск параллельности торцов и допуска биения
1734

 

 

Специальный токарный патрон
7102-0070

 

Резцы: ВОК-60 4-х гранный левый и 4-х гранный правый на оправке 7119-4343


Скоба индикаторная 8150-4037, эталон 8150-4036, РКВ 8113-4097-02 скоба, меры концевые 2Н2 ГОСТ 9038-83,плита 1-0-630*400, штатив Ш-1-8, индикатор ИЧ 02 кл1.


030 Агрегатная
Сверлить отверстия за два установа:
Установ А
Поз2.сверлить 3 отв. Ø10,2+0,36; 3 отв. Ø13±0,2 на глубину 13±0,2 и 3 отв. Ø8,5+0,3 на глубину 20,2±0,2
Поз3. зенковать поочередно в 3 отв. фаску размером 1,8×45º
Поз4. Контроль и продувка
отверстий
Поз5. сверлить 6 отв. Ø13+0,43
Поз6.нарезать резьбу в 3 отв. М12-7Н и в в 3 отв. М10-Н

Установ Б
Поз2.сверлить 4 отв. Ø10,2+0,36
на глубину 28,2±0,2; цековать 6 отв. Ø20+0,52
Поз4. Контроль и продувка
отверстий
Поз5. сверлить 2 отв. Ø19,45+0,1
на глубину 6,7±0,2;
Поз6.нарезать резьбу в 4 отв. М12-6Н на глубину 22,2min

 

 

 

 

 

АБ 3179

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Базирующая втулка 7210-4199/001;

 

 

 

 

 

 

 

 


Сверла 2301-0482; 2310-4203; на оправке 7210-4174
Сверло 2301-0054 на оправке 7210-4174
Сверло 2301-0413 на оправке 7210-4174
Метчики 2621-1515,2 и
2621-1435,2 ГОСТ 3266-81
сверло 2310-4204; 2310-4215 2301-0068 на оправке 7210-4174;
Метчик 2624-1515 ГОСТ 3266-81
ШЦ1-125-0,1
ШЦ2-300-0,1
ГОСТ 166-80; 8150-4044 пробка, 8221-30446Н, 8221-3053 7Н ГОСТ 17758-72 пробка, крючок 81-4505-01, крючок 81-4505-08, 8221-3053 6Н ГОСТ 17758-72 пробка,

 

Калибр комплексный 8150-4137, 8510-4138.

 

 

 

 

 


035


Вертикально-сверлильная
Зенковать 11 фасок с переустановками

 

 

 

 

 

2Н135

 

 

 


Патрон
7100-0035 ГОСТ 2675-80

 

 

 


Зенковка 2353-0013 ГОСТ 14953-80

 

 

 


Шаблон
специальный, контроль
исполнителем

 

 

045 Технический контроль
Контролируются размеры, полученные на предыдущих операциях. Контролируется допуска биений 0,02мм и 0,05мм, а также позиционный допуск
( Td=0.25 на радиус) на 6 отв. Ø13+0,43 и 3 отв. М10-7Н и позиционный допуск ( Td=0.1 на радиус) на 2 отв. Ø19,45+0,1 и 4 отв. М12-6Н

 

 


Стол контро-лера

 

 

 

 


Приспособле-ние 8510-4136

 

 


Эталон
шероховатости утв.ОГМетр, РКВ 8113-4097 скоба, 8150-4037 скоба индикаторная, 8150-4036 эталон, Нутромер НИ 50-100 ГОСТ 868-82, скоба индикаторная 8150-4357-03, 8151-4011-04 кольцо, 8510-4135 глубиномер, меры концевые 2Н2 ГОСТ 9038-83,плита 1-0-630*400, штатив Ш-1-8, индикатор ИЧ 02 кл1, микрометр МК 50-2 ГОСТ 6507-90, угломер тип 1-5 ГОСТ 5378-66, РКВ 8133-4137 пробка, Калибр комплексный 8150-4137, 8510-4138.
8221-3053 7Н пробка, 81-4505-09 крючок.

 

050 Термическая
Местная закалка на ТВЧ конусной части внутреннего отверстия на глубину 0,8-1,0 мм. Достигают твердость 49…57 HRC
Печь ТВЧ

 

 

 

 


055


Вертикально-сверлильная
Калибровать резьбу 4 отверстий М12-6Н на глубину 22,2 min три раза с поворотом через 90º

2Н135

 


Сверлильное приспособле-ние 7100-35 ГОСТ 2675-80


Метчик 2620-1515 ГОСТ 3266-81



81-4505
пробка
контрольная

 


060 Токарная
Точить фаски 1,5×45º; 1,3×45º; 2×45º;

16К20

Токарный патрон 7100-0041 ГОСТ 2675-80
Резец
2100-1907; 2100-1908 ГОСТ 26611-85
Шаблон
8150-4414

065 Шлифовальная специальная
Шлифовать торцы, выдерживая размер 9,5+0,01; Ø208 ;
38,23-0,1. Радиальное и торцовое биение патрона не более 0,015 мм. Соблюдать допуск параллельности и допуск плоскостности.

 

 


3К228

 

 

 

Специальный мембранный патрон 7347-4074

 

Круг шлифовальный 125*63*32 2кл.А ГОСТ 2424-81


меры концевые 2Н2 ГОСТ 9038-83,плита 1-0-630*400, штатив Ш-1-8, индикатор ИЧ 02 кл1 4051/005,кольцо РКВ 8031-4209-05,
эталон шероховатости утв.ОГМетр,

070 Плоскошлифовальная
Шлифовать поверхность, выдерживая размер 38 -0,06 , выдерживая допуск параллельности правого и левого торца 0,02 мм.
3Б722

 

 

Стол станка

 



Круг шлифо-вальный 450*63*203 2кл.А ГОСТ 2424-81
Меры концевые 2Н2 ГОСТ 9038-83,плита 1-0-630*400, штатив Ш-1-8, индикатор ИЧ 02 кл1, эталон шероховатости утв.ОГМетр,

075

 

Технический контроль
Окончательный контроль размеров детали

 

 

 

 


Стол
контро-лера

 

 

эталон шероховатости утв.ОГМетр, меры концевые 2Н2 ГОСТ 9038-83,плита 1-0-630*400, штатив Ш-1-8, индикатор ИЧ 02 кл1,
8221-3053 7Н пробка, 81-4505-08 крючок, 8150-4414 шаблон, 8510-4135 глубиномер, эталон 8510-4051/005, микрометр МК 50-2 ГОСТ 6507-90.

 

 

 

 

 

1.7 Выбор методов обработки

Выбор и обоснование методов обработки проведем для наиболее ответственных поверхностей. Обоснование выбора методов обработки будем производить на основе требуемых величин уточнения Ку, рассчитанных по допускам линейных размеров соответствующих поверхностей.
При выборе методов обработки будем пользоваться справочными таблицами экономической точности обработки, в которых содержатся сведения о технических возможностях различных методов обработки.

Выберем методы для обработки уступа на правом торце Ø208
(IT6, Rz 3,2):
- заготовка (IT16, Ra25);
- обтачивание черновое (IT13);
- обтачивание получистовое (IT11);
- обтачивание чистовое (IT9);
- обтачивание тонкое (IT7);
- врезное шлифование чистовое (IT6).
Точение данной поверхности возможно заменить на фрезерование концевой фрезой с круговой подачей. Фрезерование более производительный метод, т.к. за один проход снимается больший объём припуска, чем при точении. Однако фрезерование нельзя использовать на чистовых операциях, поэтому с целью унификации инструмента и оборудования, учитывая крупносерийный тип производства, экономически обоснованно выбираем точение. Точение позволяет получить требуемый квалитет размерной точности. Окончательно требуемый размер получаем врезным шлифованием, т.к. данный метод высокопроизводительный и обеспечивает шероховатость поверхности Rz 3,2.

Требуемый коэффициент уточнения:
(1.10)
где Ку – требуемая величина уточнения;
заг – допуск размера, формы или расположения поверхностей заготовки;
дет – допуск размера, формы или расположения поверхностей детали;

Расчетная величина уточнения по выбранному маршруту обработки:

(1.11)
где К1, К2…Кn – величины уточнения по каждому переходу или операции при обработке рассматриваемой поверхности;

Точность на черновом переходе обработки сталей обычно повышается на 1…3 квалитета размерной точности. Точность на каждом чистовом и отделочном переходе при обработке сталей повышается на 1…2 квалитета точности. Единая система допусков и посадок ЕСДП построена так, что для одного интервала номинальных размеров допуски в соседних квалитетах отличаются в 1,6 раз. Поэтому расчетные величины уточнений для сталей будут равны:
К = 1,6…1,63 = 1,6…4,1 – для черновой обработке;
К = 1,6…1,62 = 1,6…2,56 – для чистовой обработки.
Так как соблюдается условие Ку. расч. ≥ Ку, то требуемая точность будет обеспечиваться выбранными методами обработки.

Выберем методы для обработки поверхности внутреннего конического отверстия фланца с углом наклона образующей (IT8, Rz 3,2):
- заготовка (IT16, Ra25);
- растачивание черновое (IT13);
- растачивание получистовое (IT11);
- растачивание чистовое (IT9);
- растачивание тонкое (IT8).
Так как Ø106,36+0,05 мм – достаточно большой диаметр, то для его обработки рационально в условиях серийного производства применить резцы вместо дорогого осевого инструмента большого размера, тем более что отверстие имеет коническую форму. В данном случае применяется тонкое растачивание вместо возможного внутреннего шлифования. Это обоснованно унификацией режущего инструмента и оборудования. К тому же растачивание, по сравнению со шлифованием, учитывая среднесерийный тип производства, более дешевый метод обработки, не требующий специального инструмента и специального дорогостоящего оборудования.

Требуемый коэффициент уточнения:


Расчетная величина уточнения по выбранному маршруту обработки:

Так как соблюдается условие Ку. расч. ≥ Ку, то требуемая точность будет обеспечиваться выбранными методами обработки.
Выбранные методы сведем в таблицу.
Таблица 1.7 – Выбор методов обработки

№, п/п Поверхность Точ-ность Шерохова-тость Методы обработки
1 Внутреннее
отверстие Ø80+0,78 IT14 Rz 25 Заготовка 16 кв.;
Растачивание черновое;

2 Торцевой поясок на правом
торце Ø208
IT6 Rz 3,2 Заготовка 16 кв.;
обтачивание черновое;
обтачивание получистовое;
обтачивание чистовое;
обтачивание тонкое;
шлифование чистовое врезное.

3 Ширина фланца 38
IT9 Rz 3,2

Заготовка 16 кв.;
обтачивание черновое;
обтачивание получистовое;
обтачивание чистовое;
шлифование чистовое;

 

4 Наружный
диаметр фланца Ø250
IT9 Rz 3,2 Заготовка 16 кв.;
обтачивание черновое;
обтачивание получистовое;
обтачивание чистовое;

5 Конусная поверхность с углом
IT8 Rz 3,2 Заготовка 16 кв.;
растачивание черновое;
растачивание получистовое;
растачивание чистовое;
растачивание тонкое.

6 3 отверстия
М12-7Н
IT13 Rz 25 Заготовка 16 кв.;
сверление;
нарезание резьбы.

7 3 отверстия
М10-7Н
IT13 Rz 25 Заготовка 16 кв.;
сверление;
нарезание резьбы.

8 6 отверстий
Ø13+0,43
IT13 Rz 25 Заготовка 16 кв.;
сверление.

9 4 отверстия
М12-6Н
IT9 Rz 25 Заготовка 16 кв.;
сверление;
нарезание резьбы.

10 2 отверстия
Ø19,45+0,1 IT10 Rz 25 Заготовка 16 кв.;
сверление.
11 6 отверстий
Ø20+0,52
IT13 Rz 25 Заготовка 16 кв.;
зенковка.
12 Фаски 1×45º в
3-ех отверстиях М12-7Н
IT14 Rz 25 Заготовка 16 кв.;
зенковка.

13 Фаски 1×45º в
2-ух отверстиях Ø19,45+0,1 IT14 Rz 25 Заготовка 16 кв.;
зенковка.

14 Фаски 1×45º в
6-ти отверстиях Ø20+0,52
IT14 Rz 25 Заготовка 16 кв.;
зенковка.


1.8 Выбор технологических баз

Выбор баз для механической обработки производим с учётом достижения требуемой точности взаимного расположения поверхностей детали, по линейным и угловым размерам, обеспечения доступа инструментов к обрабатываемым поверхностям.
Сначала производим выбор чистовых баз.
1. При обработке правого торца фланца, торцевого пояска и при растачивании внутреннего отверстия базирование заготовки производим по левому торцу и наружной цилиндрической поверхности.
При базировании по указанным поверхностям принцип единства баз для размера 38,02-0,1 мм соблюдается, так как технологическая и измерительная база совпадают (левый торец заготовки). А для размера 9,5±0,05 мм принцип единства баз не соблюдается, так как чертежный размер выдерживается от правого торца, а заготовка базируется по левому торцу. Но при данной схеме установки заготовки чертежный размер 9,5±0,05 мм удастся получить, так как он формируется приращением относительно правого торца заготовки.
Левый торец заготовки является установочной базой. При этом тело лишается трех степеней свободы: возможности перемещаться вдоль оси ОХ и поворотов вокруг осей OY и OZ. Еще две точки необходимы для лишения заготовки возможности перемещаться вдоль осей OY и OZ. Поверхность, к которой приложены эти две точки (т.4 и т.5), является центрирующей базой. Двойная опорная точка находится на оси наружной цилиндрической поверхности.
Такую схему базирования можно реализовать с помощью трехкулачкового токарного патрона. В этом случае необходимо наличие чисто обработанного левого торца заготовки и внешней цилиндрической поверхности.

Рисунок 1.2 – Схема базирования при обработке правого торца фланца, торцевого пояска и при растачивании внутреннего отверстия

2. При токарной обработке левого торца фланца, внутреннего конического отверстия и внешней цилиндрической поверхности базирование заготовки производим по торцевому пояску и правому торцу. Правый торец заготовки будет являться установочной базой. При этом тело лишается трех степеней свободы: возможности перемещаться вдоль оси ОХ и поворотов вокруг осей OY и OZ. Еще две опорные точки необходимы для лишения заготовки возможности перемещаться вдоль осей OY и OZ. Поверхность, к которой приложены эти две точки (т.4 и т.5), является центрирующей базой. Двойная опорная точка находится на оси торцевого пояска.
Такую схему базирования можно реализовать с помощью трехкулачкового токарного патрона. В этом случае необходимо наличие чисто обработанного правого торца заготовки и торцевого пояска.

 

Рисунок 1.3 – Схема базирования при токарной обработке левого торца фланца, внутреннего конического отверстия и внешней цилиндрической поверхности

3. При обработке отверстий в правом торце (сверление, зенкование фасок, нарезание резьбы) фланца используем следующую схему базирования: заготовка устанавливается по внутренней цилиндрической поверхности на базирующую разжимную втулку, которая лишает заготовку возможности перемещаться вдоль осей OY и OХ (т.4 и т.5). Возможно было бы также базирование по внутренней конической поверхности, однако для этого необходима более дорогая оснастка. Рабочий стол, на котором располагается заготовка, не дает заготовке вращаться вокруг осей OY и OХ, и перемещаться вдоль оси OZ (т.1, т.2 и т.3). Такая схема базирования требует наличия чисто обработанного левого торца заготовки и внутреннего цилиндрического отверстия.
При данной схеме базирования принцип единства баз не соблюдается, т.к. технологическая база заготовки не совпадает с измерительной. Точность размеров будет достигнута за счет точности настройки на заданный размер обрабатывающих инструментов.

Рисунок 1.4 – Схема базирования при обработке отверстий в правом торце

При обработке отверстий в левом торце заготовка переустанавливается на противоположный торец. В этом случае необходимо оградить заготовку ещё и от вращения вокруг оси OZ для обеспечения необходимых допусков взаимного расположения отверстий, обрабатываемых на левом и правом торце фланца. С этой целью заготовка будет базироваться на плоскость и два пальца.

Рисунок 1.5 – Схема базирования при обработке отверстий в левом торце


4. При врезном шлифовании торцевого пояска базирование заготовки производим по левому торцу и наружной цилиндрической поверхности. Принцип единства баз для размера 9,5±0,01 мм не соблюдается, так как чертежный размер выдерживается от правого торца, а заготовка базируется по левому торцу. Но при данной схеме установки заготовки чертежный размер 9,5±0,01 мм удастся получить, так как он формируется относительно правого торца заготовки методом приращения.
Эту схему базирования реализуем с помощью специального приспособления - мембранного патрона. Заготовка устанавливается в данное приспособление до упора, который лишает заготовку 3 степеней свободы: возможности перемещаться вдоль оси ОХ и поворотов вокруг осей OY и OZ. Еще две опорные точки необходимы для лишения заготовки возможности перемещаться вдоль осей OY и OZ. Данное установочно-зажимное приспособление работает на сжатие. Оно приводится в действие гидравлическим приводом. Такая схема базирования требует наличия чисто обработанного левого торца заготовки и внешней цилиндрической поверхности.

 

Рисунок 1.6 – Схема базирования при врезном шлифовании торцевого пояска

5. При шлифовании левого торца заготовки необходимо выдержать линейный размер 38,2-0,05 мм. С точки зрения обеспечения высокой точности этого размера точность расположения заготовки в направлении осей OX и OY не имеет принципиального значения, поэтому боковые поверхности заготовки используются только для закрепления и в базировании заготовки не участвуют. Значит целесообразно использовать неполное базирование, лишив заготовку только 3 степеней свободы. Такая схема базирования требует наличия чисто обработанного правого торца заготовки.
Принцип единства баз для размера 38,2-0,05 мм соблюдается, так как технологическая и измерительная база совпадают (правый торец заготовки).

Рисунок 1.7 – Схема базирования при шлифовании левого торца заготовки

6. При обработке левого торца и внутреннего конического отверстия базирование заготовки производим по торцевому пояску и правому торцу. Правый торец заготовки будет являться установочной базой. При этом тело лишается трех степеней свободы: возможности перемещаться вдоль оси ОХ и поворотов вокруг осей OY и OZ. Еще две опорные точки необходимы для лишения заготовки возможности перемещаться вдоль осей OY и OZ.
Такую схему базирования можно реализовать с помощью трехкулачкового токарного патрона. Заготовка устанавливается уже по предварительно обработанным поверхностям.

Рисунок 1.8 – Схема базирования при обработке левого торца и внутреннего конического отверстия
Произведем выбор черновых баз.

7. При обработке правого торца и внутреннего цилиндрического отверстия заготовки происходит формирование чистовых баз, которые используются затем при обработке всех остальных элементов детали. Так как обработанных поверхностей на этой стадий еще нет, произведем выбор комплекта черновых баз. Придерживаемся правила однократного использования черновых баз. Базирование производим по левому торцу и наружной цилиндрической поверхности заготовки.
Такую схему базирования можно реализовать с помощью трехкулачкового токарного патрона. Т.1, т.2 и т.3 лишают заготовку возможности перемещаться вдоль оси ОХ и поворотов вокруг осей OY и OZ. Еще две точки 4, 5 необходимы для лишения заготовки возможности перемещаться вдоль осей OY и OZ.

 

Рисунок 1.9 – Схема базирования при обработке правого торца и внутреннего цилиндрического отверстия
1.9 Разработка технологического маршрута обработки детали

Особенности технологического маршрута обработки «фланца»:
- при токарной обработке, которую выполняем вначале, установку заготовки производим по комплекту черновых баз, обрабатывая все доступные для инструмента элементы заготовки, некоторые впоследствии станут базовыми поверхностями, т.е. точим правый торец, доступную для инструмента часть внешней цилиндрической поверхности, торцевой поясок и растачиваем внутреннее отверстие Ø80мм;
- при последующей токарной обработке заготовки обрабатываем поверхности с наибольшим припуском и возможным появлением дефектов заготовки;
- при чистовой токарной обработке: заготовка устанавливается в токарный патрон по чисто обработанным поверхностям и обрабатывается торцевой поясок на правом торце, который будем использовать в качестве чистовой базы при обработке конической части внутреннего отверстия, поэтому чистовая токарная обработка должна выполняться сразу после черновой токарной обработки;
- далее произведем тонкое растачивание внутреннего конического отверстия, установив заготовку в мембранный патрон по чисто обработанному торцевому пояску на правом торце;
- далее производим формирование и обработку отверстий на правом и левом торце на одной операции за два установа;
- шлифовальную обработку, при которой окончательно формируются торцевые поверхности фланца, располагаем в конце маршрута. При шлифовальной специальной обработке базирование происходит в специальный мембранный патрон, где обрабатываются поверхности торцевого пояска;
- при плоскошлифовальной обработке заготовка устанавливается на стол чисто обработанным правым торцом и шлифуется противоположный левый торец.
На основании вышеперечисленных особенностей можно составить последовательность переходов механической обработки:
1. Обтачивание правого торца черновое.
2. Обтачивание цилиндрической части Ø250мм черновое.
3. Обтачивание цилиндрической части Ø208мм черновое.
4. Обтачивание пояска черновое.
5. Растачивание внутреннего отверстия черновое.
6. Обтачивание цилиндрической части Ø250мм получистовое.
7. Обтачивание цилиндрической части Ø208мм получистовое.
8. Обтачивание левого торца черновое.
9. Обтачивание цилиндрической части Ø250мм черновое.
10. Обтачивание цилиндрической части Ø250мм получистовое.
11. Растачивание внутреннего конического отверстия получистовое.
12. Растачивание паза внутреннего отверстия черновое.
13. Обтачивание правого торца чистовое.
14. Обтачивание пояска чистовое.
15. Обтачивание пояска тонкое.
16. Точение фаски на внутреннем отверстии 1×450.
17. Растачивание внутреннего конического отверстия чистовое.
18. Растачивание внутреннего конического отверстия тонкое.
19. Точение фаски на коническом отверстии 1×450.
20. Обтачивание цилиндрической части чистовое.
21. Сверление 3-ех двухступенчатых отверстий в правом торце.
22. Сверление 3-ех отверстий в правом торце.
23. Сверление 6-ти отверстий в правом торце.
24. Нарезание резьбы в 3-ех двухступенчатых отверстиях.
25. Нарезание резьбы в 3-ех отверстиях.
26. Сверление 4-ех отверстий в левом торце и зенкование фасок в 4-ех отверстиях, комбинированным сверлом.
27. Рассверливание 6-ти отверстий со стороны левого торца.
28. Сверление 2-ух отверстий в левом торце.
29. Нарезание резьбы в 4-ех отверстиях.
30. Врезное шлифование пояска чистовое.
31. Плоское шлифование левого торца чистовое.

Предварительно выберем оборудование:
1. Для выполнения черновой и получистовой токарной обработки правого торца, части наружной цилиндрической поверхности цилиндрической Ø250мм, пояска Ø208мм и отверстия Ø80мм выбираем токарный шестишпиндельный вертикальный полуавтомат нормальной точности 1Б284 (т.к. на этом станке будут выполняться переходы 1 – 7 объединенные в 5 рабочих позиций плюс одна загрузочная). Этот станок целесообразно использовать в крупносерийном и массовом типе производства для обеспечения высокой производительности. Максимальный диаметр обрабатываемой заготовки над станиной Ø360 мм, что является достаточным для обработки фланца диаметром Ø250 мм.
2. Для выполнения черновой и получистовой токарной обработки левого торца, части наружной цилиндрической поверхности цилиндрической Ø250мм, отверстия Ø103мм и конического отверстия выбираем такой же полуавтомат как и на предыдущей операции (переходы 8-12).
3. Для выполнения чистовой токарной обработки правого торца, уступа Ø148мм, чистового и тонкого обтачивания пояска Ø208мм и точения фаски на внутреннем отверстии 1×450 выбираем токарный четырехшпиндельный горизонтальный патронный полуавтомат повышенной точности 1Б290П-4К (т.к. на этом станке будут выполняться переходы 13 – 16 объединенные в 3 рабочих позиции плюс одна загрузочная). Этот станок целесообразно использовать в крупносерийном и массовом типе производства. Максимальный диаметр обрабатываемой заготовки над станиной Ø250 мм, что является достаточным для обработки необходимых поверхностей фланца.
4. Для выполнения чистовой и тонкой токарной обработки конического отверстия, а так же чистовой токарной обработки наружной цилиндрической поверхности и фаски на коническом отверстии 1×450 выбираем токарный многорезцовый копировальный станок с ЧПУ 1734Ф3.
5. Формирование и обработку отверстий, а так же нарезание резьбы в этих отверстиях будем производить на агрегатном станке АБ3182. Агрегатные станки целесообразно использовать в крупносерийном и массовом типе производства для сокращения основного времени и обеспечения более высокой производительности чем на станках с ЧПУ. Габаритные размеры рабочей части стола достаточны для базирования фланца.
6. Для шлифования торцевого пояска – торцекруглошлифовальный станок 3Т160. Этот станок предназначен для наружной обработки торцов деталей (тел вращения) с максимальным диаметром устанавливаемой заготовки Ø280 мм и максимальной длиной шлифуемой поверхности 130 мм. Эти условия приемлемы в данном случае.
7. Для плоского шлифования левого торца заготовки применяем плоскошлифовальный станок высокой точности 3Д740В. Станок такого класса точности имеет высокую жесткость, а соответственно и точность обработки. В данном случае необходимо выдержать высокий допуск параллельности левого и правого торцов фланца. Наибольшая высота обрабатываемой заготовки 160 мм, диаметр шлифуемого изделия не должен превышать Ø400 мм. Габаритные размеры фланца не превышают предельных значений.
По общим признакам (одинаковое оборудование, схемы базирования, режущий инструмент и др.) объединим переходы в операции. Учитывая также термическую и контрольные операции, выделим следующую последовательность операций:
1. Операция 005 – автоматная токарная (переходы 1 – 7).
2. Операция 010 – автоматная токарная (переходы 8 – 12).
3. Операция 015 – контрольная.
4. Операция 020 – автоматная токарная (переходы 13– 16).
5. Операция 025 – токарно-копировальная с ЧПУ (переходы 17 – 20).
6. Операция 030 – агрегатная (переходы 21 – 29).
7. Операция 035 – контрольная.
8. Операция 040 – термическая.
9. Операция 045 – шлифовальная специальная (переход 30).
10. Операция 050 – плоскошлифовальная (переход 31).
11. Операция 055 – контрольная.
1.10 Разработка технологических операций

На этом этапе окончательно определяется состав и порядок выполнения переходов в пределах каждой технологической операции, производится выбор моделей оборудования, станочных приспособлений, режущего, измерительного и вспомогательного инструмента.
Структура выполнения технологических операций.
На автоматно-токарных операциях 005-020 на некоторых позициях – параллельно-последовательная, на остальных позициях в пределах этих же операций – последовательная. На операции 025 структура выполнения технологических переходов последовательная, т.к. обработка производится на станке с ЧПУ. На операции 025 структура выполнения технологических переходпх параллельная. Это обусловлено одновременным сверлением нескольких отверстий, зенкованием и нарезанием резьб. Параллельная и параллельно-последовательная структура выполнения переходов характерна для крупносерийного и массового типов производства, что обусловлено сокращением времени на механическую обработку. На остальных операциях 045 и 050 структура выполнения технологических переходов – последовательная.
Произведем выбор режущего, измерительного, вспомогательного инструмента и приспособления для автоматной токарной операции 005.
При обработке торца будем использовать резец специальный, при одновременной обработке наружной цилиндрической поверхности и цилиндрической части пояска – два резца специальных установленных в блок, при обтачивании пояска – резец специальный, при растачивании отверстия – резец специальный. Все эти режущие инструменты оснащены пластинами из сплава Т15К6 (для черновой и получистовой обработки). Инструменты с режущей частью из твердого сплава группы ТК рекомендовано использовать именно для обработки стальных заготовок.
Установка резцов на токарном автомате 1Б284 производится в специальные державки, при одновременной обработке двух цилиндрических поверхностей используется специальный блок, при обработке конусного отверстия – державка копирная специальная.
Для установки заготовки используем трехкулачковый самоцентрирующий патрон типоразмера Ø315 мм ГОСТ 2675-80, для которого наибольший наружный диаметр изделия, зажимаемого в обратных кулачках, составляет Ø310 мм.
Измерительный инструмент – ШЦ-II-250-0,1 ГОСТ 166-89; калибр – пробка специальная; набор эталонов шероховатости утв. ОГМетр.

Произведем выбор режущего, измерительного, вспомогательного инструмента и приспособления для агрегатной операции 030.
Режущий инструмент выбираем с коническим хвостовиком, так как он будет использоваться для установки инструмента на станке, но для этого необходимо применять вспомогательный инструмент – переходную втулку как промежуточное звено между инструментом и коническим отверстием шпинделя.
Материалом режущего инструмента выбираем быстрорежущую сталь Р6М5, так как инструмент, изготовленный из этого материала, стандартизован и имеет хорошие показатели при обработке сталей.
На данной операции при одновременном сверлении 3 двухступенчатых отверстий Ø13±0,2 мм и Ø10,2 +0,36мм выбираем специальный режущий инструмент – сверло ступенчатое. Данный инструмент позволяет одновременно производить обработку отверстий двух диаметров. Это увеличивает точность, уменьшает время на обработку, тем самым повышает производительность и экономически обоснованно. Но с другой стороны, данный инструмент более сложный в изготовлении, а значит и более дорогой. При одновременном сверлении 3-х глухих отверстий Ø8,5 +0,3мм на глубину 22 мм, с образованием фаски 3,2×450 будем также использовать специальный режущий инструмент. Закрепление инструмента в шпинделе будет осуществляться также как и на предыдущем переходе – в специальной переходной втулке. При одновременном сверлении 6-ти отверстий Ø13+0,43мм – режущий инструмент – сверло Ø13 мм Р6М5 ГОСТ 10903-77, измерительный инструмент – пробка Ø13+0,43. Нарезание резьбы в 3 отв. М12-7Н осуществляется метчиком 2620-1515 Н4 ГОСТ 3266-71, установленным в специальном патроне через специальную промежуточную втулку. Нарезание резьбы в 3-х глухих отверстиях М10-7Н осуществляется метчиком 2620-1515 Н4 ГОСТ 3266-71, установленным в специальном патроне через специальную промежуточную втулку.
Установка заготовки на станке производится при помощи специального приспособления.
Измерительный инструмент: контролировать диаметры отверстий будем соответствующими пробками, контроль которыми имеет высокую производительность, резьбу контролируем соответствующими резьбовыми пробками, фаски контролируем шаблоном 8150-4414.

Для остальных операций выбор режущего и измерительного инструмента производим аналогично.
Операция 005 – автоматно-токарная.
Точить торец, выдерживая размер 39,42-0,62 мм, точить цилиндрическую поверхность, выдерживая размер Ø250,5 h11, точить поясок, выдерживая размер Ø208,8 h11 мм, растачивать внутреннее отверстие, выдерживая размер Ø80 Н14.
Режущий инструмент – резцы специальные, оснащенные пластинами из сплава Т15К6 (для чернового и получистового точения).
Вспомогательный инструмент: державка специальная; блок инструментальный специальный.
Приспособление для закрепления заготовки – трехкулачковый самоцентрирующий патрон типоразмера Ø315 мм ГОСТ 2675-80.
Измерительный инструмент – ШЦ1-125-0,1; ШЦ2-300-0,1 ГОСТ 166-80; ШГ-0-160-0,05 ГОСТ 162-80; специальный шаблон 8150-4414, индикатор ИЧ 02 кл. 1, набор эталонов шероховатости утв. ОГМетр.

Операция 010 – автоматно-токарная.
Точить торец, выдерживая размер 38,42-0,25 мм, точить цилиндрическую поверхность, выдерживая размер Ø250,5 h11, растачивать внутреннее коническое отверстие, выдерживая размер Ø105,86 H11, растачивать внутреннее цилиндрическое отверстие выдерживая размер Ø103Н14.
Вспомогательный инструмент: державка специальная; блок инструментальный специальный; державка копировальная специальная.
Режущий инструмент – резцы специальные, оснащенные пластинами из сплава Т15К6 (для чернового и получистового точения).
Приспособление для закрепления заготовки – трехкулачковый самоцентрирующий патрон типоразмера Ø315 мм ГОСТ 2675-80.
Измерительный инструмент – ШЦ1-125-0,1; ШЦ2-300-0,1 ГОСТ 166-80; угломер тип 1-5 ГОСТ 5378-66, набор эталонов шероховатости утв. ОГМетр.

Операция 015 – контрольная.

Операция 020 – автоматно-токарная.
Точить торец, выдерживая размер 38,02-0,1 мм. Точить поясок, выдерживая размер Ø208h7 мм и фаску 1×450 .
Режущий инструмент – резцы специальные, оснащенные пластинами из сплава Т30К4 (чистовое и тонкое точение h×b=16×12; l=100; R=1,6).
Приспособление для закрепления заготовки – специальный рычажный патрон.
Измерительный инструмент – микрометр МК 50-2 ГОСТ 6507-90, индикатор ИЧ 02 кл. 1, набор эталонов шероховатости утв. ОГМетр.

Операция 025 – токарно-копировальная с ЧПУ.
Точить цилиндрическую поверхность, выдерживая размер Ø250h9 мм, растачивать внутреннее коническое отверстие, выдерживая размер Ø106,36+0,05 мм.
Режущий инструмент – проходной упорный и расточной резцы ГОСТ 26611-85, оснащенные пластинами из сплава Т30К4 (чистовое и тонкое точение h×b=16×12; l=100; R=1,6).
Вспомогательный инструмент – расточной блок по ТУ 2-024-4586-76 [10].
Приспособление для закрепления заготовки – специальный мембранный патрон.
Измерительный инструмент – нутромер НИ 50-100 ГОСТ 868-82, угломер тип 1-5 ГОСТ 5378-66, набор эталонов шероховатости утв. ОГМетр.


Операция 030 – агрегатная
Установ А
Сверлить 3 двухступенчатых отверстия в размер Ø13±0,2 и Ø10,2 +0,36мм. Режущий инструмент – сверло двухступенчатое специальное Р6М5. Измерительный инструмент – пробка Ø13±0,2 и Ø10,2 +0,36.
Сверлить 3 отверстия в размер Ø8,5 +0,3мм с образованием фаски 3,2×450. Режущий инструмент – сверло специальное Р6М5. Измерительный инструмент – пробка Ø8,5+0,3.
Сверлить 6 отверстий в размер Ø13+0,43мм. Режущий инструмент – сверло Ø13 мм Р6М5 ГОСТ 10903-77. Измерительный инструмент – пробка Ø13+0,43.
Нарезать резьбу в 3-ех отверстиях М12-6Н и М10-6Н. Режущий инструмент – метчик. Измерительный инструмент – пробка резьбовая.
Вспомогательный инструмент – переходные втулки.
Специальное приспособление для закрепления заготовки на столе станка – вертикальная разжимная оправка.
Установ Б
Сверлить 4 отверстия в размер Ø10,2+0,36 мм. Режущий инструмент – сверло Ø10,2 мм Р6М5 ГОСТ 10903-77. Измерительный инструмент – пробка Ø10,2+0,36.
Зенковать 6 отверстий в размер Ø20+0,52 мм. Режущий инструмент – сверло Ø20 мм Р6М5 ГОСТ 10903-77. Измерительный инструмент – пробка Ø20+0,52.Сверлить 2 отверстия в размер Ø19,45+0,52 мм. Режущий инструмент – сверло Ø19,45 мм Р6М5 ГОСТ 10903-77. Измерительный инструмент – пробка Ø19,45+0,52.
Нарезать резьбу в 4-ех отверстиях М12-6Н. Режущий инструмент – метчик. Измерительный инструмент – пробка.
Вспомогательный инструмент – переходные втулки.
Для установки заготовки используем специальное приспособление, реализующее ранее выбранную схему базирования на плоскость и два пальца на данной операции.


Операция 035 – контрольная.


Операция 040 – термическая.
Местная закалка на установке ТВЧ конусной части внутреннего отверстия на глубину 0,8-1,0 мм. Достигают твердость 49…57 HRC.

Операция 045 – шлифовальная специальная.
Шлифовать торцевой поясок в размер 9,5+0,01; Ø208+0,004+0,033мм, выдерживая допуск параллельности и допуск плоскостности.
Режущий инструмент – шлифовальный круг ЧЦ 150×63×32 25А 16 СМ2 К5 50м/с 2кл.А ГОСТ 2424-81. Габариты выбранного шлифовального круга не должны превышать максимально возможных размеров для установки на станке 3Т160 (750*130*305). Данный шлифовальный круг является чашечным цилиндрическим (ЧЦ). Абразивный материал – электрокорунд белый (25А) – характерен для абразивного инструмента на керамической связке класса точности А и АА, мелкозернистый абразивный инструмент (16) применяется для чистового шлифования. Шлифовальный круг со степенью твердости СМ2 (средне-мягкий) предназначен для чистового шлифования периферией круга на керамической связке. Используемая керамическая связка К5 характерна для инструмента из электрокорунда для всех основных видов шлифования. Максимальная скорость работы круга – 50 м/с. Шлифовальный круг второго класса точности А.
Приспособление для закрепления заготовки – мембранный патрон.
Измерительный инструмент – индикатор ИЧ 02 кл. 1, микрометр МК 250-2 ГОСТ 6507-90, набор эталонов шероховатости утв. ОГМетр.

Операция 050 – плоскошлифовальная.
Шлифовать левый торец в размер 38-0,06, выдерживая допуск параллельности правого и левого торца.
Режущий инструмент – шлифовальный круг типа ПП 300×32×127 25А 25 СМ2 К5 35м/с 2кл.А ГОСТ 2424-81. Габариты выбранного шлифовального круга не должны превышать максимально возможных размеров для установки на станке 3Д740В (400*63*203). Абразивный материал – электрокорунд белый (25А) – характерен для абразивного инструмента на керамической связке класса точности А и АА, мелкозернистый абразивный инструмент (25) применяется для чистового шлифования. Шлифовальный круг со степенью твердости СМ2 (средне-мягкий) предназначен для чистового шлифования периферией круга на керамической связке. Используемая керамическая связка К5 характерна для инструмента из электрокорунда для всех основных видов шлифования. Максимальная скорость работы круга – 35 м/с. Шлифовальный круг второго класса точности А.
Измерительный инструмент - индикатор ИЧ 02 кл. 1, микрометр МК 250-2 ГОСТ 6507-90, набор эталонов шероховатости утв. ОГМетр.

Операция 055 – контрольная.

Все применяемое оборудование и его характеристики сведем в таблицу 1.8.

 

 

 

 

Таблица 1.8 — Ведомость станочного оборудования

Наименование станка Модель станка Габаритные
размеры Мощность,
кВт Масса,
кг
Токарный полуавтомат 1Б284 3285×2987×4040 22 15000
Токарный полуавтомат 1Б290П-4К 7945×2130×2425 30 20900
Токарный копировальный с ЧПУ 1734Ф3 2200×2250×3035 13,5 6200
Агрегатный (сверлильный) АБ3182 3750×2730×2450 7 14000
Торцекругло-шлифовальный 3Т160 3754×4675×2245 17 8110
Плоскошлифо-вальный 3Д740В 2350×2970×2300 11 5800

1.11 Расчет припусков на обработку

Определим припуск и межоперационные размеры расчетно-аналитическим методом для двух наиболее ответственных поверхностей: внутреннего конического отверстия Ø106,36+0,05 мм и торцевого пояска Ø208 мм.
Рассчитаем припуски и межоперационные размеры для переходов по обработке внутреннего конического отверстия Ø106,36+0,05 мм.
Исходные данные: заготовка – поковка. Материал заготовки – сталь 40Х.
Параметры поверхности заготовки: Rz=200 мкм, h=200 мкм.
Технологический маршрут состоит из четырех переходов:
1 – черновое растачивание IT13, Rz=50 мкм, h=70 мкм;
2 – получистовое растачивание IT11, Rz=32 мкм, h=30 мкм;
3 – чистовое растачивание IT9, Rz=15 мкм, h=10 мкм;
4 – тонкое растачивание IT8, Rz=3,2 мкм, h=5 мкм.

Определим значения пространственных отклонений для заготовки:
, (1.13)
где см – учитывает смещение частей штампа; см =0,7мм= 700мкм, (по ГОСТ 7505-89);
эксц – учитывает эксцентричность (несоосность) прошиваемого отверстия по отношению к наружному контуру заготовки; ЭКСЦ =1,2мм= 1200мкм, (по ГОСТ 7505-89);

 

Остаточное пространственное отклонение по переходам определяем по формуле:
ρост = ρ•Ку, (1.14)

где Ку – коэффициент уточнения формы;
после чернового точения:

1-й переход – ρ1 =0,06•ρ=0,06•1400=84 мкм;
2-й переход – ρ2 =0,05•ρ=0,05•84=4 мкм;
3-й переход – ρ3 =0,04•ρ=0,04•4=0,17 мкм;
4-й переход – ρ4 =0,03•ρ=0,03•0,17=0,005 мкм.

Погрешность установки детали определяем по формуле:
, (1.15)
где εБ – погрешность базирования;
εЗ – погрешность закрепления.

εЗ = 0,16 мм – погрешность закрепления при установке по предварительно обработанной поверхности в самоцентрирующем трехкулачковом патроне.
Так как заготовка устанавливается в трехкулачковый токарный патрон и имеет место совмещение технологической и измерительной баз, то погрешность базирования равна нулю: εБ = 0 мм.
= 0,16 мм.
Получистовое растачивание выполняется на той же операции при том же базирование и закреплении.
Значит εу2 = 0,16•0,05=0,008 мм; εБ = 0 мм.
Так чистовой переход выполняется при переустановке заготовки в специальное мембранное приспособление, то заново рассчитаем погрешность установки (с учетом уточнения поверхности после чистовой обработки):
По справочной литературе находим: εБ = 0 мм; εЗ = 0,007 мм (для мембранного приспособления);
=0,007 мм;
εу4 = 0,007•0,03=0,00021мм.

Расчёт минимальных значений межоперационных припусков производится по следующей формуле:
, (1.16)
где i – выполняемый переход.

Минимальные припуски по переходам:
1 переход: =2•1813 мкм;
2 переход: =2•204 мкм;
3 переход: =2•70 мкм;
4 переход: =2•25 мкм.

Расчётные размеры рассчитываем, начиная с конечного максимального чертёжного размера, последовательным вычитанием 2Zmini каждого технологического перехода:
4 переход: Dp. тонк.точ.= 106,36 мм;
3 переход: Dp. чист.точ.= 106,36-0,05=106,31 мм;
2 переход: Dp. получист.точ.= 106,31 -0,14=106,17 мм;
1 переход: Dp. черн.точ.= 106,17 -0,408=105,762 мм;
Заготовка: Dр.загот =105,762 -3,626=102,136 мм.

Назначаем допуски на технические переходы по таблице, а допуски на заготовку по ГОСТ 7505-89:


Заготовка – 2200 мкм;
1-й переход – 540 мкм;
2-й переход – 220 мкм;
3-й переход – 87 мкм;
4-й переход – 54 мкм.

Предельный размер Dmax определяем, округляя расчетные размеры соответствующего перехода до точности допуска в меньшую сторону, а Dmin определяем вычитанием из наибольших предельных размеров допусков соответствующих технологических переходов:
4 переход: Dmax= 106,36 мм; Dmin= 106,36-0,054=106,306 мм;
3 переход: Dmax= 106,31 мм; Dmin= 106,31-0,087=106,223 мм;
2 переход: Dmax= 106,17 мм; Dmin= 106,17-0,22=105,95 мм;
1 переход: Dmax= 105,76 мм; Dmin= 105,76-0,54=105,22 мм;
Заготовка: Dmax= 102,1 мм; Dmin= 102,1-2,2=99,9 мм.

Минимальные предельные значения припусков 2ZminПР находим как разность наибольших предельных размеров выполняемого и предшествующего переходов, а максимальные значения 2ZmaxПР – как разность наименьших предельных размеров:
4 переход: 2ZmaxПР= 106,306-106,223=0,083 мм;
2ZminПР= 106,36-106,31=0,05 мм;
3 переход: 2ZmaxПР= 106,223-105,95=0,273 мм;
2ZminПР= 106,31-106,17=0,14 мм;
2 переход: 2Zmax ПР= 105,95-105,22=0,73 мм;
2Zmin ПР= 106,17-105,76=0,41 мм;
1 переход: 2Zmax ПР= 105,22-99,9=5,32 мм;
2Zmin ПР= 105,76-102,1=3,66 мм.

Предельные значения общих припусков 2ZОmin, 2ZОmax определим, суммируя промежуточные припуски:
2ZОmin =0,05+ 0,14+0,41+3,66=4,26 мм;
2ZОmax =0,083+ 0,273+0,73+5,32=6,406 мм.

Общий номинальный припуск:
2Zо.ном.= 2ZОmin+ВЗ-ВД, (1.17)
где ВЗ и ВД – соответственно, верхние отклонения допуска заготовки и готовой детали по ГОСТ 7505-89;
2Zо.ном.= 4,26+1,1-0,05=5,31 мм.

Зная значение 2Zо.ном., находим номинальный диаметр заготовки:
Dз.ном = Dд.ном. - 2Zо.ном. =106,36-5,31=101,05 мм.

 


Проверим правильность произведённых расчётов по уравнениям:
2ZmaxПР - 2ZminПР = δDi-1- δDi; (1.18)
2ZОmax - 2ZОmin = δDз- δDд; (1.19)
Для рассматриваемого случая проверка точности произведённых расчётов имеет следующие результаты:
1 переход: 83-50=87-54, т.е. 33=33;
2 переход: 273-140=220-87, т.е. 133=133;
3 переход: 730-410=540-220, т.е. 320=320;
4 переход: 5320-3660=2200-540, т.е. 1660=1660;
Общий припуск: 6406-4260=2200-54, т.е. 2146=2146.

Следовательно, расчёты межоперационных припусков произведены правильно. Все расчёты параметров припусков сведём в таблицу 1.9.


Таблица 1.9 – Параметры припусков

Технологические переходы обработки поверхности 106,36Н8 Элементы припуска, мкм Расчётный припуск 2Zmin, мкм Расчётный размер Dp, мм Допуск на размер δ, мкм Предельный размер, мм Предельные значения припусков, мм
Rz h p ε Dmin Dmax 2ZminПР 2ZmaxПР
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Заготовка 200 200 1400 - - 102,136 2200 99,9 102,1 - -
1-й переход
(черновое точ.) 50 70 84 160 3626 105,762 540 105,22 105,76 3,66 5,32
2-й переход
(получист. точ.) 32 30 4 8 408 106,17 220 105,95 106,17 0,41 0,73
3-й переход
(чистовое точ) 15 10 0,17 7 140 106,31 87 106,223 106,31 0,14 0,273
4-й переход
(тонкое точение) 3,2 5 0,005 0,21 50 106,36 54 106,306 106,36 0,05 0,083
Общий припуск 2Z0 4,26 6,406


На основании данных таблицы 1.9 построим схему графического расположения припусков и допусков на обработку поверхности Ø106,36+0,05 мм.

 

 

 

Рисунок 1.10 – Схема графического расположения припусков и допусков на обработку внутреннего конического отверстия Ø106,36+0,05 мм

 

 

 

 

Рассчитаем припуски и межоперационные размеры для переходов по обработке наружной цилиндрической поверхности Ø208 мм.
Исходные данные: заготовка – поковка. Материал заготовки – сталь 40Х.
Параметры поверхности заготовки: Rz=200 мкм, h=200 мкм.
Технологический маршрут состоит из четырех переходов:
1 – черновое точение IT13, Rz=50 мкм, h=70 мкм;
2 – получистовое точение IT11, Rz=32 мкм, h=30 мкм;
3 – чистовое точение IT9, Rz=15 мкм, h=20 мкм;
4 – тонкое точение IT7, Rz=5 мкм, h=10 мкм;
5– шлифование чистовое IT6, Rz=3,2 мкм, h=5 мкм.

Определим значения пространственных отклонений для заготовки по формуле (1.13):

 

Остаточное пространственное отклонение по переходам определяем по формуле (1.14):
ρост = ρ•Ку,
где Ку – коэффициент уточнения формы;
1-й переход – ρ1 =0,06•ρзаг=0,06•1400=84 мкм;
2-й переход – ρ2 =0,05•ρ1=0,05•84=4,2 мкм;
3-й переход – ρ3 =0,04•ρ2=0,04•4,2=0,17 мкм;
4-й переход – ρ4 =0,03•ρ3=0,03•0,17=0,005 мкм;
5-й переход – ρ5 =0,02•ρ4=0,02•0,005=0,0001 мкм.
Погрешность установки детали определяем по формуле 1.15:
,
где εБ – погрешность базирования;
εЗ – погрешность закрепления.
εЗ = 0,45 мм – погрешность закрепления заготовки, полученной штамповкой в открытых штампах, устанавливаемой в самоцентрирующий трехкулачковый патрон.

Так как заготовка устанавливается в трехкулачковый токарный патрон и имеет место совмещение технологической и измерительной баз, то погрешность базирования равна нулю: εБ = 0 мм.
= 0,45 мм.
Получистовое растачивание выполняется на той же операции при том же базирование и закреплении.
Значит εу2 = 0,45•0,05=0,0225 мм; εБ = 0 мм.
Так как чистовое и тонкое обтачивание выполняется при переустановке заготовки, то заново рассчитаем погрешность установки (с учетом уточнения поверхности после чистовой обработки):
εБ = 0 мм;
εЗ = 0,08 мм – погрешность закрепления при установке по чисто обработан-ной поверхности:
=0,08 мм.
Тонкое точение выполняется на той же операции при том же базирование и закреплении.
Значит εу4 = 0,08•0,03=0,0024 мм; εБ = 0 мм.
Так как врезное чистовое шлифование выполняется при переустановке заготовки в специальное мембранное приспособление, то заново рассчитаем погрешность установки:
εБ = 0 мм; εЗ = 0,007 мм (для мембранного приспособления);
=0,007мм.

Расчёт минимальных значений межоперационных припусков производится по формуле 1.16:
,
где i – выполняемый переход.

Минимальные припуски по переходам:
1 переход: =2•1886 мкм;
2 переход: =2•208 мкм;
3 переход: =2•142 мкм;
4 переход: =2•37 мкм;
5 переход: =2•22 мкм.

Расчётные размеры рассчитываем, начиная с конечного минимального чертёжного размера путём последовательного прибавления минимального припуска 2Zmini каждого предыдущего перехода:
5 переход: dp. чист.шлиф.= 208,004 мм;

4 переход: dp. тонк.точ.= 208,004 +0,044=208,048 мм;
3 переход: dp. чист.точ.= 208,048+0,074=208,122 мм;
2 переход: dp.получ.точ.= 208,122 +0,284=208,406 мм;
1 переход: dp. черн.точ.= 208,406 +0,416=208,822 мм;
заготовка: dp. заг.= 208,822 +3,772=212,594 мм.

Назначаем допуски на технические переходы по таблице, а допуски на заготовку по ГОСТ 7505-89:
Заготовка – 2900 мкм;
1-й переход – 720 мкм;
2-й переход – 290 мкм;
3-й переход – 115 мкм;
4-й переход – 46 мкм;
5-й переход – 29 мкм.

Предельные размеры dmin определяем, округляя расчетные размеры до большего значения в пределах допуска на данном переходе, а dmax определяем прибавлением к dmin допусков соответствующих переходов:
5 переход: dmin= 208,004 мм; dmax= 208,004+0,029=208,033 мм;
4 переход: dmin= 208,048 мм; dmax= 208,048+0,046=208,094 мм;
3 переход: dmin= 208,122 мм; dmax= 208,122+0,115=208,237 мм;
2 переход: dmin= 208,41 мм; dmax= 208,41+0,29=208,70 мм;
1 переход: dmin= 208,83 мм; dmax= 208,83+0,72=209,55 мм;
Заготовка: dmin= 212,6 мм; dmax= 212,6+2,9=215,5 мм.

Максимальные предельные значения припусков 2ZmaxПР находим как разность наибольших предельных размеров выполняемого и предшествующего переходов, а минимальные значения 2ZminПР – как разность наименьших предельных размеров выполняемого и предшествующего переходов:
5 переход: 2ZmaxПР=208,094-208,033 =0,061 мм;
2ZminПР= 208,048 -208,004 =0,044 мм;
4 переход: 2ZmaxПР= 208,237 -208,094=0,143 мм;
2ZminПР= 208,122-208,048 =0,074 мм;
3 переход: 2ZmaxПР= 208,70 -208,237 =0,463 мм;
2ZminПР= 208,41 -208,122=0,288 мм;
2 переход: 2Zmax ПР= 209,55 -208,70 =0,85 мм;
2Zmin ПР= 208,83-208,41 =0,42 мм;
1 переход: 2Zmax ПР= 215,5-209,55 =5,95 мм;
2Zmin ПР= 212,6 -208,83=3,77 мм.

Общий минимальный припуск 2ZОmin, и общий максимальный припуск 2ZОmax:
2ZОmin =0,044+0,074+0,288+0,42+3,77=4,596 мм;
2ZОmax =0,061+ 0,143+0,463+0,85+5,95=7,467 мм.

Общий номинальный припуск:
2Zо.ном.= 2ZОmin+НЗ-НД, (1.20)
где НЗ и НД – соответственно, нижние отклонения допуска заготовки и готовой детали по ГОСТ 7505-89;
2Zо.ном.= 4,596+1,45+0,004=6,05 мм.
Зная значение 2Zо.ном., находим номинальный диаметр заготовки:
dз.ном = dд.ном. + 2Zо.ном. =208+6,05=214,05 мм.

Проверим правильность произведённых расчётов по уравнениям:
2ZmaxПР - 2ZminПР = δdi-1- δdi; (1.21)
2ZОmax - 2ZОmin = δdз- δdд; (1.22)
Для рассматриваемого случая проверка точности произведённых расчётов имеет следующие результаты:
1 переход: 5950-3770=2900-720, т.е. 2180=2180;
2 переход: 850-420=720-290, т.е. 430=430;
3 переход: 463-288=290-115, т.е. 175=175;
4 переход: 143-74=115-46, т.е. 69=69;
5 переход: 61-44=46-29, т.е. 17=17;
Общий припуск: 7467-4596=2900-29, т.е. 2871=2871.
Следовательно, расчёты межоперационных припусков произведены правильно. Все расчёты параметров припусков сведём в таблицу 1.10.
Таблица 1.10 – Параметры припусков на размер Ø208 мм
Технологические переходы обработки поверхности Ø208
Элементы припуска, мкм Расчётный припуск 2Zmin, мкм Расчётный размер dp, мм Допуск на размер d, мкм Предельный размер, мм Предельные значения припусков, мм
Rz h p ε dmin dmax 2ZminПР 2ZmaxПР
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Заготовка 200 200 1400 - - 212,594 2900 212,6 215,5 - -
1-й переход (черновое точение) 50 70 84 450 3772 208,822 720 208,83 209,55 3,77 5,95
2-й переход (получистовое точение) 32 30 4,2 22,5 416 208,406 290 208,41 208,70 0,42 0,85
3-й переход (чистовое точение) 15 20 0,17 80 284 208,122 115 208,122 208,237 0,288 0,463
4-й переход (тонкое точение) 5 10 0,005 2,4 74 208,048 46 208,048 208,094 0,074 0,143
5-й переход (шлиф. чистовое) 3,2 5 0,0001 7 44 208,004 29 208,004 208,033 0,044 0,061
Общий припуск 2Z0 4,596 7,467

На основании данных таблицы 1.10 строим схему графического расположения припусков и допусков на обработку поверхности Ø208 мм.

 

 



Рисунок 1.11 – Схема графического расположения припусков и допусков на обработку поверхности Ø208 мм
Таблица 1.11 – Сводная таблица режимов резания
№ оп. Наименование операции или перехода t,
мм S,
мм/
об T,
мин n,
мин-1 Uq,
м/мин Sмин,
мм/
мин Np,
кВт To,
мин Lр.х.,
мм
005 Автоматно-токарная
черн. точение 39,42-0,62 3,4 0,6 50 200 127,8 120 2,1 0,45 90
черн. точение Ø251,7 h13,
Ø209,26 h13 3,1 0,6 50 200 131,4 120 2,2 0,16 33
черн. растач. Ø80 Н14 2,5 0,6 50 200 127,8 120 2,3 0,12 24
получист. точ.Ø250,5h11, Ø208,66 h11 0,6 0,3 50 500 176,2 150 0,85 0,06 22
010 Автоматно-токарная
получ.точение 38,42-0,25 1,0 0,3 50 500 192,6 150 0,26 0,26 80
черн. точение Ø251,7 h13 2,65 0,6 50 200 158,1 120 2,2 0,11 22
получист. точ. Ø250,5 h11 0,6 0,3 50 500 176,2 150 0,85 0,10 22
черн.точение Ø104,66 H13 1,9 0,6 50 200 127,8 120 2,2 0,1 21
получ.точ. Ø105,06 H11 0,2 0,3 50 500 192,6 150 0,8 0,10 21
черн.точ. Ø103 H14 2,6 0,6 50 200 127,8 120 2,3 0,07 5
020 Автоматно-токарная
Чист. точение 38,22-0,1 1,2 0,2 50 500 192,6 150 0,45 0,75 90
чист. точение Ø208,26 h9 0,2 0,15 50 800 254,6 120 0,3 0,09 11
тонк. точение Ø208,068 h7 0,05 0,1 50 1200 287,4 120 0,15 0,07 11
025 Токарно-копировальная
чист. Точение торца и
раст. Ø106,26 1,25 0,2 50 500 192,6 63 0,5 0,5 31,5
тонк.раст. Ø106,36 0,05 0,1 50 1200 287,4 120 0,18 0,17 21
030 Агрегатная (сверлильная)
Установ А
сверление Ø13±0,2 и Ø10,2+0,36 6,5 0,25 45 500 25,4 125 0,3 0,25 32
сверление Ø8,5+0,3 и зенкование 3,2×45º 4,25 0,1 25 1000 32 100 0,6 0,24 24,2
сверление Ø13+0,43 6,5 0,25 45 500 25,4 125 0,3 0,25 32
нарез.резьбы М12-7Н 0,76 1,75 15 25 0,8 44 0,6 0,43 19
нарез.резьбы М10-7Н 0,65 1,5 15 25 0,78 38 0,4 0,45 17,2
Установ Б
сверление Ø10,2+0,36 5,1 0,13 45 1000 32 130 0,87 0,28 36,2
зенкование Ø20+0,52 3,5 0,35 45 400 26,6 140 0,25 0,1 15
сверление Ø19,45+0,1 9,75 0,35 45 315 20,1 110 0,2 0,08 8,7
нарез.резьбы М12-6Н 0,76 1,75 15 25 0,8 44 0,6 0,55 24,2
045 шлифовальная специальная
врезное чист.шлиф-е
Ø208h6 0,2 ради-аль-ная
0,005 15 nk=
1600 Vк=20м/с 0,2 1,01 0,9 0,2
nз= 40 Vз=35м/мин
050 Плоскошлифовальная

плоское чист.шлиф-е
38-0,06 0,02 S2=10
мм/ход
15 nk=
1592 Vк=25м/с S1=1,2
м/мин
2,3 1,75 0,3

1.12 Расчёт режимов резания
Расчет режимов резания на два перехода производится по методике [14].

1. Произведём расчёт режимов резания на агрегатной (сверлильной) операции 035 по сверлению 4-х отверстий со стороны левого торца фланца. Глубина сверления отверстия равна 28,2 мм, диаметр сверла равен 10,2 мм. Выбираем предварительно подачу сверла sо1=0,26мм/об. Так как для поверхности данных отверстий требуется достижение более высокого качества в связи с нарезанием резьбы, вводим поправочный коэффициент =0,5. Значит подача сверла:
sо = 0,5•sо1=0,5•0,26=0,13 мм/об.
Скорость резания при сверлении рассчитывается по следующей формуле:

(1.23)

где Т – период стойкости инструмента, мин;
период стойкости и показатели степеней находим для сверления напроход сверлом из Р6М5 с подачей s=0,13 мм/об по таблицам [14]:
СV =7,0; q = 0,40; y = 0,70; m = 0,20; T = 45 мин; с охлаждением;
KV – общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактические условия резания:
KV = KМV KlV KИV, (1.24)

где KМV – коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала;
KlV – коэффициент, учитывающий глубину сверления;
KИV – коэффициент, учитывающий материал инструмента.
(1.25)
где sB – предел прочности, МПа;
Кr и nv – коэффициент и показатель степени, характеризующие группу стали по обрабатываемости;

KИV = 1 (инструментальный материал – Р6М5);
KlV = 1, т.к. глубина обрабатываемого отверстия меньше 3D;
Тогда KV = 0,67×1×1 = 0,67.
.
Частота вращения сверла:
(1.26)

Для стандартного диапазона частот со знаменателем геометрического ряда 1,26 принимаем n=1000 об/мин.
Уточним скорость резания:


Крутящий момент Mкр:
(1.27)
Коэффициенты и показатели степеней определяем по таблицам [14]:
СМ = 0,0345; у = 0,8; q = 2,0;
Коэффициент, учитывающий условия обработки: КР= КМР;
КМР определяется по формуле:
(1.28)
Осевая сила:
(1.29)
Коэффициенты и показатели степеней определяем по таблицам [14]:
СР = 68; у = 0,7 ; q = 1,0;

Тогда мощность резания:
(1.30)

Т. к. формирование отверстий происходит одновременно, значит общая мощность будет равна:
N=4·0,87=3,48 кВт.
Назначенные режимы и требуемую для их обеспечения мощность может обеспечить выбранный ранее станок АБ3179 с мощностью главного привода 7 кВт.
Произведем расчет основного времени:
(1.31)
где l=28,2 мм – длина отверстия;
l1+ l2 = 8 мм – суммарная величина врезания и перебега;

2. Произведём расчёт режимов резания при чистовой обработке цилиндрической части фланца Ø250 h9 на операции 025.
Заготовка устанавливается в специальное приспособление – мембранный патрон и обрабатывается проходным резцом.
Глубина резания на чистовой токарной операции равна половине припуска на диаметр t=(250,5- 250)/2, то есть t=0,25 мм;
Подача при чистовом точении: при параметре шероховатости поверхности Ra 0,8 и радиусе при вершине резца 1,6 мм, подача sо=0,2 мм/об.

Скорость резанья при наружном точении:
, (1.32)
где Т – период стойкости инструмента: Т=50 мин;
СV = 420; x = 0,15; y = 0,35; m = 0,20;

KV = KМV KПV KИV, (1.33)
где KМV – коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала;
KПV – коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки;
KИV – коэффициент, учитывающий материал инструмента;


KИV = 1,4 (для Т30К4); KПV = 1,0 (без корки).

KV = 0,77×1×1,4 = 1,1.



Частота вращения заготовки:

Для стандартного диапазона частот со знаменателем геометрического ряда 1,26 принимаем n=315 об/мин.
Уточним скорость резания:

Сила резания при точении:
(1.34)
где - коэффициент, учитывающий условия обработки;

Коэффициенты и показатели степеней определяем по таблицам [14]:
СР = 300; х=1,0; у = 0,75; n =-0,15;

Находим мощность резанья:
(1.35)

Произведем расчет основного времени:
(1.36)
где l=27,5 мм – длина обрабатываемой поверхности;
SM- минутная подача, мм/мин:

l1+ l2 = 4 мм – суммарная величина врезания и перебега;

На все остальные операции и переходы режимы резания определим по нормативам, приведенным в технических справочниках, полученные результаты сведём в таблицу 1.11.

Тп.з = 13+5=18 мин.


Рассчитаем размер партии по формуле (1.44):

 


Таблица 1.12 – Технические нормы времени по операциям, мин

№ опе-ра-ции Наименование опеации Твсп , мин
Топ Тобсл. Тшт Тп.з на 1 дет. Тшт.к.
Тус Тзо Туп Тиз Тв.п
005 Автоматно-токарная 0,16 0,03 0,01 0,21 0,45 1,17 0,046 1,31 0,052 1,32
010 Автоматно-токарная 0,16 0,03 0,01 0,21 0,45 1,23 0,046 1,37 0,052 1,38
020 Автоматно-токарная 0,16 0,03 0,01 0,21 0,45 1,35 0,046 1,49 0,052 1,5
025 Токарно-копировальная 0,18 0,03 0,01 0,33 0,23 0,96 0,05 1,01 0,052 1,07
030 Агрегатная (сверлильная) 0,16 0,03 0,01 0,27 0,29 1,52 0,086 1,71 0,086 1,73
045 Шлифовальная специальная 0,18 0,03 0,06 0,18 - 1,16 0,07 1,23 0,058 1,3
050 Плоско-
шлифовальная 0,09 0,01 0,025 0,17 - 1,87 0,05 1,92 0,048 1,98

1.13 Определение норм времени на операции
Расчёт норм времени проводим подробно для автоматно-токарной 010 и агрегатной (сверлильной) операции 030 по справочным данным [11].
Для автоматно-токарной операции 010.
Так как обработка на токарном автомате 1Б284 происходи параллельно, то основное время будет состоять из суммы времен на поворот стола от позиции к позиции и времени затрачиваемого на обработку на самого длительного перехода. Время на поворот стола от позиции к позиции равно 0,05мин. В нашем случае мы имеем 5 рабочих позиции плюс одна загрузочная, тогда время затрачиваемое на один круг стола будет равно:
Тповор. = 6∙0,05=0,3мин.
Время затрачиваемое на самый длительный переход составляет 0,6мин. Тогда основное время:
То =0,6+0,3=0,9 (1.37)
При крупносерийном производстве норма штучного времени определяется по формуле:
, (1.38)
где ТО – основное время обработки детали, мин;
ТВ – вспомогательное время на операцию, мин;
ТОБС – время на техническое и организационное обслуживание рабочего
места;
ТОТД – время на отдых и личные потребности, мин.
Вспомогательное время на операцию:
, (1.39)
где ТУС – время на установку и снятие детали вручную при массе заготовки до
12 кг (Тус = 0,16 мин);
ТЗО – время на открепление и закрепление детали, мин (ТЗО = 0,03 мин –
способ крепления: рукояткой пневматического зажима при массе детали
до 12 кг);
ТУП – время на приемы управления, мин (ТУП = 0,01+0,04=0,05мин, где
0,01мин – время на включение/выключение станка кнопкой, 0,04мин –
время на подвод и отвод инструмента в горизонтальном направлении);
ТИЗ = 0,21 мин – время на измерение штангенциркулем;
Тогда вспомогательное время:
0,16+0,03+0,05+0,21=0,45 мин;
Оперативное время:
мин; (1.40)
Время на техническое и организационное обслуживание рабочего места:
, (1.41)

где ТТЕХ – время на техническое обслуживание рабочего места, мин;
ТОРГ – время на организационное обслуживание, мин

(ТОРГ = 0,021∙ТОП=0,012∙1,35=0,016мин – для токарных автоматов с
охлаждением).
Для автоматно-токарной операций:
, (1.42)

где tСМ – время на смену инструментов и подналадку станка, мин (tСМ=2мин);
Т – период стойкости при работе одним инструментом или расчетный
период стойкости инструмента, мин.
мин;

=0,03+0,016=0,046 мин;
=0,07∙ ТОП = 0,07∙1,35=0,09 мин;
=0,9+0,45+0,046+0,09=1,49 мин.

Расчёт норм штучно-калькуляционного времени производим по формуле:

Тшт.к. = Тп.з. /n + Тшт , (1.43)

где Тп.з - подготовительно-заключительное время, мин;
n - количество деталей в партии, шт.

Норма подготовительно-заключительного времени состоит из:
Тп.з1 – время на организационную подготовку:
- получить наряд чертёж, технологическую документацию, программоноситель
на рабочем месте – 4 мин;
- получить режущий, вспомогательный, измерительный инструмент,
приспособление, заготовки в ИРК и сдать их после окончания обработки
партии деталей – 5 мин;
- ознакомиться с работой, чертежом, технологической документацией,
осмотреть заготовки – 2 мин;
- на инструктаж мастера – 2 мин.
Всего Тп.з1= 13 мин.

Тп.з2 – время на наладку станка, приспособлений, инструмента:
- установить и снять приспособление вручную – 4,5 мин;
- переместить шпиндель в зону, удобную для наладки – 0,35 мин;
- установить исходные режимы работы станка – 0,25 мин;
- настроить устройство для подачи СОЖ – 0,3 мин;
Всего Тп.з2 =5 мин.

Тп.з = 13+5=18 мин.


Рассчитаем размер партии:

, (1.44)
где Nгод=25000 штук - объём выпуска в год;
а=7 – периодичность запуска в производство, в днях;
Ф = 254 дня – число рабочих дней в году;
;

Для агрегатной (сверлильной) операции 030.
Так как обработка на агрегатном (сверлильном) станке АБ3182 происходи параллельно, то основное время будет состоять из суммы времен на поворот стола от позиции к позиции и времени затрачиваемого на обработку на самого длительного перехода. Время на поворот стола от позиции к позиции равно 0,05мин. В нашем случае мы имеем 4 рабочих позиции плюс одна загрузочная, тогда время затрачиваемое на один круг стола будет равно: Тповор. = 5∙0,05=0,2мин. Время затрачиваемое на самый длительный переход составляет 1,2мин. Тогда основное время по формуле (1.37):
То =1,03+0,2=1,23
При крупносерийном производстве норма штучного времени определяется по формуле (1.38):

Вспомогательное время на операцию (1.39):

где ТУС – время на установку и снятие детали вручную при массе заготовки до
12 кг (Тус = 0,16 мин);
ТЗО – время на открепление и закрепление детали, мин (ТЗО = 0,03 мин –
способ крепления: рукояткой пневматического зажима при массе детали
до 12 кг);
ТУП – время на приемы управления, мин (ТУП = 0,01+0,04=0,05мин, где
0,01мин – время на включение/выключение станка кнопкой, 0,04мин –
время на подвод и отвод инструмента в горизонтальном направлении);
ТИЗ1 = 0,06 мин – время на измерение отверстий детали калибром-пробкой;
ТИЗ2 = 0,21 мин – время на измерение резьбы отверстия резьбовой пробкой
в зависимости от длины измеряемой поверхности, диаметра отверстия и
шага резьбы.
Тиз1 и Тиз2 намного меньше основного времени на обработку отверстий, поэтому совмещаем это время со временем обработки.
Тогда вспомогательное время:
0,21+0,03+0,05=0,29 мин;
Оперативное время по формуле (1.40):
мин;
Время на техническое и организационное обслуживание рабочего места по формуле (1.41):

(ТОРГ = 0,021∙ТОП=0,021∙1,52=0,032мин – для сверлильных станков с
охлаждением).
Для сверлильной операций:
, (1.45)

где tСМ – время на смену инструментов и подналадку станка, мин (tСМ=2мин);
Т – период стойкости при работе одним инструментом или расчетный
период стойкости инструмента, мин.
мин;

=0,054+0,032=0,086 мин;
=0,07∙ ТОП = 0,07∙1,52=0,106 мин;
=1,23+0,29+0,086+0,106=1,712мин.

Расчёт норм штучно-калькуляционного времени производим по формуле (1.43):
Тшт.к. = Тп.з. /n + Тшт

Норма подготовительно-заключительного времени состоит из:
Тп.з1 – время на организационную подготовку:
- получить наряд чертёж, технологическую документацию, программоноситель
на рабочем месте – 4 мин;
- получить режущий, вспомогательный, измерительный инструмент,
приспособление, заготовки в ИРК и сдать их после окончания обработки
партии деталей – 5 мин;
- ознакомиться с работой, чертежом, технологической документацией,
осмотреть заготовки – 2 мин;
- на инструктаж мастера – 2 мин.
Всего Тп.з1= 13 мин.

Тп.з2 – время на наладку станка, приспособлений, инструмента:
- установить и снять приспособление вручную – 4,5 мин;
- переместить шпиндель в зону, удобную для наладки – 0,35 мин;
- установить исходные режимы работы станка – 0,25 мин;
- настроить устройство для подачи СОЖ – 0,3 мин;
Всего Тп.з2 =5 мин.


1.14 Выявление и расчет технологической размерной цепи

При разработке технологических процессов механической обработке заготовок деталей машин технологу часто приходится вместо конструкторских размеров использовать иные размеры и определять допуски на них, но так, чтобы в результате их выполнения обеспечивались размеры и допуски, установленные чертежом детали. Определение технологических размеров и допусков должно производиться на основе выявления и расчёта технологических размерных цепей, выражающих связь размеров обрабатываемой детали по мере выполнения технологического процесса.
Изобразим схему размерной цепи.

Рисунок 1.12 – Схема размерной цепи
На агрегатной (сверлильной) операции 035 сверлятся 4 отверстия Ø10,2+0,36 мм на глубину 28,2±0,2 мм. При этом принцип единства баз не соблюдается, так как технологическая база (правый торец заготовки) не совпадает с измерительной базой (левый торец). Размер А1=38,02-0,1 был получен на предыдущих переходах при обработке заготовки с выдерживанием принципа единства баз.
Необходимо решить проектную задачу, то есть по номиналу, допуску и предельным отклонениям исходного звена определить аналогичные параметры составляющих звеньев.

Применим способ равноточных допусков.
Замыкающее звено: А=28,2±0,2 мм.
Устанавливаем, какие составляющие звенья являются увеличивающими размер замыкающего звена, какие – уменьшающими.
А1 – увеличивающее, А2 –уменьшающее. Общее число звеньев 3. Номинальные значения составляющих звеньев: А1=38,02, А2=9,82.
Аmin=28 мм; Аmax=28,4 мм.
Середина поля допуска ЕСР =0.

Величина единицы допуска для каждого составляющего звена:
, (1.44)
где Ас.г. j – среднее геометрическое границ интервала размеров, в который попадает Аj.
, (1.45)
где Amin и Amax – границы интервала размеров в таблице допусков, в который попадает номинальный размер составляющего звена;
;
;
;
.
Среднее число единиц поля допуска, приходящееся на составляющее звено:
(1.46)

Значение аСР соответствует 12 квалитету. В качестве корректирующего звена выбираем А2. Назначаем допуски на составляющие звенья:
ТА1=0,250 мм;
ТА2=0,150 мм.
На увеличивающее звено А1 отклонения назначаем как на основное отверстие ES1=TA1=0,250 мм; EI1=0. Середина поля допуска Е1СР=0,125 мм. Предельные размеры:
A1min=A1+EI=38,02+0=38,02 мм;
A1max=A1+ES=38,02+0,25=38,27 мм.
Можно записать А1=38,02+0,25 мм.

Для получения замыкающего звена А=28,2±0,2 принимаем уменьшающее звено А2=9,82 корректирующим и найдём для него предельные значения (предельные отклонения на увеличивающие звенья берём как для отверстия – в плюс, на уменьшающие звенья – в минус, как для вала).
; (1.47)
;
.
; (1.48)
;
.

Можно записать А2=9,82 мм.

Назначенные допуски технологически достижимы на выбранном оборудовании, при принятых методах обработки поверхностей. Следовательно, данные технологические переходы и принятая схема базирования обеспечивают требуемую точность замыкающего звена.

1.15 Определение необходимого количества оборудования
Для крупносерийного типа производства необходимое количество станков S для выполнения годовой программы выпуска определяется по формуле:
(1.49)
где Si—количество единиц оборудования для выполнения одной операции;
Тшт.к.— штучно-калькуляционное время обработки изделия на данной операции, мин;
Ni—количество изделий, подлежащих обработке в год;
F= 4015 — действительный годовой фонд времени работы оборудования, час;
Кв = 1,1…1,3 – коэффициент выполнения норм времени.

Коэффициент загрузки оборудования:
(1.50)
где: Sпр—принятое количество станков.

Операция 005:
; Sпр=1; .
Операция 010:
; Sпр=1; .
Операция 020:
; Sпр=1; .
Операция 025:
; Sпр=1; .
Операция 030:
; Sпр=1; .
Операция 045:
; Sпр=1; .

Операция 050:
; Sпр=1; .


На основании рассчитанных коэффициентов строим график загрузки оборудования.


Рисунок 1.13 – График загрузки оборудования

Поскольку на каждой операции коэффициент загрузки оборудования значительно меньше нормативного для крупносерийного типа производства (η = 0,75), то станки будем догружать операциями из технологических процессов производства других деталей данного типа, производящихся на предприятии.

1.16 Уточнённый расчёт типа производства

Уточнённый расчёт типа производства производится на основе определения коэффициента закрепления операции:
, (1.51)
где n – количество всех различных технологических операций, выполняемых в течение года;
Р – число рабочих мест, необходимых для выполнения производственной программы.

В предыдущем пункте мы определили коэффициенты загрузки оборудования разработанного техпроцесса. Так как на каждой операции он меньше нормативного для крупносерийного производства (η = 0,75), то станки будем догружать операциями из технологических процессов производства других деталей данного типа. При этом упрощенно считаем, что операции из техпроцессов-аналогов загружают станки так же, как и одноименные операции из проектируемого техпроцесса.

Определим количество операций, выполняемых на каждом рабочем месте за год при нормативной загрузке оборудования:
, (1.52)
где η = 0,75 – нормативный коэффициент загрузки станков для крупносерийного типа производства;
ηi – коэффициент загрузки станка на каждой операции.

Операция 005: n1=0,75/0,106=7,06;
Операция 010: n2=0,75/0,11=6,82;
Операция 020: n3=0,75/0,12=6,25;
Операция 025: n4=0,75/0,085=8,82;
Операция 030: n5=0,75/0,14=5,36;
Операция 045: n6=0,75/0,103=7,28;
Операция 050: n7=0,75/0,158=9,37;

Тогда коэффициент закрепления операций:

Кзо=(7,06+6,82+6,25+8,82+5,36+7,28+9,37)/7=7,28.


На этапе предварительного выбора типа производства был выбран крупносерийный тип при массе детали 9,8 кг и годовом объеме выпуска 25000 шт.

Тип производства по ГОСТ 3.1108-74 характеризуется коэффициентом закрепления операций:
1…10 – крупносерийное;
10…20 – среднесерийное;
20…40 – мелкосерийное.

Так как рассчитанное значение Кзо=7,28 попадает в интервал 1…10, то можно сделать вывод о том, что предварительный выбор крупносерийного типа производства для выполнения требуемой годовой программы выпуска детали «Фланец 7100-0035.001» (25000 штук) верен.

2 РАСЧЕТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ СРЕДСТВ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОСНАЩЕНИЯ
2.1 Расчет и проектирование станочного приспособления для
сверления отверстий
2.1.1 Служебное назначение и описание конструкции
приспособления

Приспособление применяется при сверлении отверстий и предназначено для базирования заготовки (рисунок 2.1) плоскостью (установочная база: опорные точки 1, 2, 3), цилиндрической поверхностью (двойная опорная база: опорные точки 4 и 5), внутренней цилиндрической поверхностью (опорная база, опорная точка 6) и для закрепления силами Р1, Р2, …, Рn, направленных по нормали к установочной базе. Данное приспособление является специальным и предназначено для установки на агрегатном станке АБ 3182.
Приспособление является одноместным.


Рисунок 2.1 Схема базирования заготовки

Приспособление (рисунок 2.2) содержит корпус 1, опорную шайбу 2, срезанный палец 3, пневмоцилиндр 4 со штоком 5, быстросъемная шайба 6, а также две шпонки: 7 и 8, служащие для базирования самого приспособления на станке.
В приспособлении заготовку отверстием устанавливаем на шток 5 и доводим до контакта с опорной шайбой (опорные точки 1, 2, 3 на рисунке 1.1) и два цилиндрических пальца: центральный (опорные точки 4, 5 на рисунке 2.1) и срезанный (опорная точка 6 на рисунке 2.1). После чего устанавливаем быстросъемную шайбу 6 на шток и зажимаем заготовку с помощью пневмосистемы.



Рисунок 2.2 Приспособление специальное с механизированным приводом.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


2.1.2 Расчет сил зажима заготовки
Цилиндрическая заготовка радиусом R установлена на оправку и находится под действием момента сил обработки Мр. Создаваемые силой Q и моментами трения Мтр1 (в контакте опорной шайбы с левой торцевой поверхностью заготовки) и Мтр2 (в контакте быстросъемной шайбы с правой торцовой поверхностью заготовки) противодействуют повороту заготовки.


Рисунок 2.3 Схема действия сил и моментов.
Под действием сил резания заготовка может провернуться или опрокинуться. В нашем случае, опрокидывание менее вероятно, поэтому силу зажима будем рассчитывать в случае когда может возникнуть проворт.
Условие равновесия (неподвижности):
, (2.1)
где k – коэффициент запаса, k = 2,6;
f2 – коэффициент трения, f1 = 0,15;
Rср2 – средний радиус быстросъемной шайбы, Rср2 = 0,06м.
Произведем расчет момента резания при одновременном сверлении двух отверстий Ø19,45 мм, т.к. эти отверстия самые большие, а значит и момент резания будет самым большим.
Момент резания Мр найдем по следующей формуле:
(2.2)
Значение подачи Sо выбираем по таблице 1.12, Sо=0,35мм/об;
Коэффициенты и показатели степеней определяем по таблицам [14]:
СМ = 0,0345; у = 0,8; q = 2,0;

Коэффициент, учитывающий условия обработки: КР= КМР;
КМР определяется по формуле:
(2.3)


Значит сила создаваемая штоком пневмоцилиндра:

Рассчитаем диаметр пневмоцилиндра, для создания необходимого усилия.
Определяем диаметр цилиндра D (для тянущего):

, (2.4)
, (2.5)
Получаем:

где P—давление в пневмосистеме (P = 0,5 МПа);
 = 0,9—КПД пневмоцилиндра;
Q– усилие на штоке.
мм;
В качестве силового привода выбираем пневмоцилиндр диаметром 120 мм.

 

 

 

 

 

 


2.1.3 Расчет приспособления на точность

Цель расчета приспособления на точность заключается в определении требуемой точности изготовления приспособления по выбранному точностному параметру и задании допусков размеров деталей и элементов приспособления.
На точность будем рассчитывать оправку, по которой базируется заготовка при сверлении. Погрешность ее изготовления, допустимую для выдерживания позиционного допуска определим по формуле:
, (2.6)
где — выдерживаемый допуск соосности заготовки и приспособления, =0,29 мм;
—коэффициент, учитывающий отклонения рассеивания значений составляющих величин от закона нормального распределения, =1,1 [5];
—коэффициент, учитывающий уменьшение предельного значения погрешности базирования при работе на настроенных станках, =0,85 [5];
—коэффициент, учитывающий долю погрешности обработки в суммарной погрешности, вызываемой факторами, независящими от приспособления, =0,7 [5];
—погрешность базирования, =0, т.к. технологическая и измерительные базы совпадают;
—погрешность закрепления, εб = 0,160мм [5];
—погрешность установки приспособления на станке, =0,08мм [5];
—погрешность от перекоса инструмента из-за неточности изготовления направляющих элементов приспособления, =0, так как в приспособлении отсутствуют направляющие элементы;
—экономическая точность обработки, =0,250мм [5];
—погрешность положения рабочих поверхностей рабочих элементов в результате их изнашивания в процессе эксплуатации приспособления, мм;
Погрешность от изнашивания установочных элементов определяем по формуле:
εu = , (2.7)
где u – величина износа, мм;
n – количество замен данного элемента приспособления в год, n = 4;
Величину износа можно определить по формуле :
u = •N, (2.8)
где:  - постоянная, зависящая от вида установочных элементов и условий контакта (выбирается по [5]),  = 0,005;
N – годовой объем выпуска изделий, N=25000;
После подстановки получим :
u = 0,00525000 = 125 мкм;

Тогда погрешность от изнашивания:
εu = мм.
Теперь зная все составляющие выражения (2.6) найдем погрешность приспособления:
мм
Таким образом, данное приспособление позволяет обеспечить необходимую точность обработки поверхностей.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


2.1.4 Расчет приспособления на прочность
Проанализировав конструкцию приспособления, можно прийти к выводу, что одними из наиболее нагруженных элементов является винт (М48), соединяющая шток пневмоцилиндра и оправку по которой базируется заготовка, и испытывающая воздействие силы зажима Q. Данная сила нагружает соединение в плоскости стыка деталей, соответственно винты работают на растяжение.
Материал винта – Ст 5; допустимое напряжение среза [τср]=80 МПа.
Винты рассчитываем на прочность под действием силы Q=5546 Н.

Расчет напряжения растяжения осуществляем по формуле:
(2.9)
где Q – растягивающая сила, Н;
d – диаметр стержня винта, d=46,5 мм;
[τср] – допускаемое напряжение растяжения; для стали 5 [τср]=80 МПа.

Тогда минимальный размер опасного сечения:

Поскольку используемый диаметр стержня винта 46,5 мм больше рассчитанного минимально допустимого размера 9,4 мм, то можно сделать вывод о том, что винты (М48) можно использовать в конструкции данного приспособления.

 

 

 

 

 

 

 

 

2.2 Расчет и проектирование мембранного патрона
2.2.1 Служебное назначение и описание мембранного патрона
Мембранные самоцентрирующие механизмы используются для точного центрирования заготовки по короткой внутренней или наружной цилиндрической поверхности. Закрепление заготовки осуществляется силами упругости мембраны, так как диаметр, на который установлены кулачки, несколько меньше базового диаметра заготовки. Мембранные патроны имеют высокую точность центрирования, благодаря чему применяются на чистовых операциях.
Проектируемое одноместное установочно-зажимное приспособление мембранный патрон, работающий на сжатие, используется для установки геометрически подобных заготовок, в данном случае, для установки заготовки фланца данного типоразмера. Данное приспособление применяется при врезном шлифовании пояска на правом торце фланца (шлифовальная специальная операция 045). Патрон приводится в действие пневматическим приводом. Связь его с приводом происходит с помощью штока. При движении штока право сила привода передается на мембрану, которая прикреплена к планшайбе патрона с симметрично расположенными зажимными кулачками. Кулачки разжимаются. Заготовка устанавливается в зажимные кулачки до упора с опорами, которые винтами закреплены на планшайбе. При отходе штока назад мембрана, стремясь вернуться в исходное положение, сжимает своими кулачками заготовку. Материал мембраны – сталь 65Г, закаленная до твердости HRC 40-45. Пневмопривод приспособления работает при давлении до 15 МПа. При использовании данного приспособления реализуется многоточечная схема закрепления заготовки.
Мембранный патрон обеспечивает высокую точность взаимного расположения обрабатываемых поверхностей относительно базовых.
Мембранный патрон обеспечивает точность центрирования 0,003-0,005 мм. Для повышения точности кулачки патрона шлифуют после их установки в мембранный патрон.

 

 

 

 

 

 

2.2.2 Расчет сил зажима заготовки
Расчет сил зажима сводится к решению задачи статики на равновесие твердого тела под действием внешних сил. Величина сил зажима определяется из условия равновесия всех сил, при полном сохранении контакта технологических баз обрабатываемой заготовки с установочными элементами приспособления и невозможности ее сдвига или поворота в процессе обработки.
Заготовка с диаметром базы Ø 250 мм закреплена в самоцентрирующем мембранном зажимном приспособлении. На нее действуют радиальные зажимные силы, число которых равно числу кулачков, и крутящий момент.
На зажимаемую заготовку при обработке действуют различные составляющие силы резания.
Тангенциальная сила оказывает самое большое воздействие. Она стремится провернуть заготовку вокруг оси. Этому препятствуют силы трения, возникающие между кулачками и цилиндрической поверхностью заготовки при их контакте.
Также возникает сила, стремящаяся опрокинуть заготовку в кулачках. Опрокидывание возможно при нежёстком, ненадёжном закреплении. Однако эта сила намного меньше тангенциальной силы и опрокидывание в данном случае маловероятно.
Сила, действующая в осевом направлении, стремится сместить заготовку влево. Левым торцом заготовка установлена в упор. Поэтому реакции упора компенсируют любые осевые силы и препятствуют смещению.

Исходными данными для расчета патрона являются: момент резания Мрез, стремящийся провернуть заготовку в кулачках патрона, диаметр поверхности базы заготовки равный d, а также расстояние l от середины кулачков до средней плоскости мембраны.
Проведем расчет необходимых сил зажима заготовки и конструктивных параметров мембранного патрона по методике [1].

Рисунок 2.4 – Схема действия сил
1. Крутящий момент при врезном шлифовании
С этой целью определим эффективную мощность резания при врезном шлифовании поверхности Ø208 мм.
, (2.10)
где =0,14; r=0,8; y=0,8; q=0,2; z=1;
м/мин; мм/об; d=208 мм; b=10 – ширина шлифования, мм.
1,01 кВт.
Принимая во внимание, что мощность резания расходуется на составляющую Pz силы резания и связанный с ней момент:
, (2.11)
.

2. Требуемое радиальное усилие зажима детали на одном кулачке:
, (2.12)
где n=6 – число кулачков;
f – коэффициент трения между кулачками и заготовкой; f=0,15…0,18;
d – диаметр базовой поверхности заготовки, d=25 см;
k – коэффициент запаса, k=2,5;
=458,3 Н.
3. Изгибающий момент, приложенный к диску мембраны для создания требуемой силы зажима:
, (2.13)
где l – вылет от середины кулачка до средней плоскости мембраны, l=10,5 см;
=365,8 Н.
4. При диаметре базовой поверхности d=25 см принимаем диаметр мембраны D=28 см и ее толщину s=1 см.

5. Определим момент закрепления Мз
При соотношении находим ;
Получаем Mз=0,7•365,8=256,1 Н.

6. Определим цилиндрическую жесткость мембраны:
, (2.14)
где Е – модуль упругости, Е= МПа;
- коэффициент Пуансона, =0,3;
=1923076,9 Н•см.

7. Угол разжима кулачков при закреплении заготовки минимального диаметра:
; (2.15)
=0,0002561 рад.

8. Угол максимального разжима кулачков:
, (2.16)
где - допуск на базовую поверхность заготовки (для Ø250Н9): Td=0,115мм;
- гарантированный зазор для установки заготовки. Принимаем 0,02мм;
=0,00668 рад.

9. Определим необходимую силу на штоке для разжима кулачков патрона:
, (2.17)
=11,4 кН.
В качестве силового привода выбираем пневмоцилиндр (вращающийся) диаметром 180 мм. При подаче воздуха в штоковую область и при давлении в 0,5 МПа он развивает усилие 12000 Н.

 

 

 

 

 

 

 

 


2.2.3 Расчет приспособления на точность
Цель расчета приспособления на точность заключается в определении требуемой точности изготовления приспособления по выбранному точностному параметру и задании допусков размеров деталей и элементов приспособления.
На шлифовальной специальной операции 035, для которой проектируется специальное приспособление – мембранный патрон, производится врезное шлифование пояска на правом торце, при этом выдерживается допуск торцевого биения относительно оси внутреннего отверстия фланца равный 20 мкм.
На точность будем рассчитывать упоры, на которые упирается заготовка в приспособлении при установке. Допуск на торцевое биение упорных поверхностей приспособления должен быть меньше допуска на торцевое биение пояска, указанного на чертеже детали.
Погрешность их изготовления, допустимую для выдерживания допуска на биение определим по формуле:
(2.18)
где δ=20 мкм – выдерживаемый допуск на биение;
Кт=1,1 – коэффициент, учитывающий отклонение рассеяния значений составляющих элементов от закона нормального распределения;
Кm1=0,85 – учитывает уменьшение предельного значения погрешности базирования при обработке на настроенных станках;
Кm2=0,75 - коэффициент, учитывающий долю погрешности обработки в суммарной погрешности, вызываемой факторами, не зависящими от приспособления;
ω=7 мкм – экономическая точность обработки; учитывает биение оси приспособления (независим от упора);
εб =0 – погрешность базирования, т.к. измерительная и технологическая базы совпадают (левый торец фланца);
εз=0 – погрешность закрепления, силы зажима в направлении выдерживаемого размера отсутствуют;
εу=0,008 мм – погрешность установки приспособления на станке (несоосность шпинделя относительно оси приспособления);
εи – погрешность положения рабочих поверхностей упоров в результате их изнашивания в процессе эксплуатации:
εи = 0,5•(β•Nгод)=0,5•0,001•15000=0,0075мм;
εпи – погрешность перекоса инструмента из-за неточности изготовления направляющих элементов:
εпи = 0, т.к. в конструкции отсутствуют направляющие элементы;

Полученное отклонение торцевого биения упорных кулачков указываем в технических требованиях на сборочном чертеже приспособления.

2.2.4 Расчет приспособления на прочность

Проанализировав конструкцию приспособления, можно прийти к выводу, что одними из наиболее нагруженных элементов являются винты М10х45, соединяющие кулачки мембранного патрона непосредственно с мембраной и испытывающие воздействие радиальных сил зажима Q. Данная сила нагружает соединение в плоскости стыка деталей, соответственно винты работают на срез.
Материал винта – Ст 5; допустимое напряжение среза [τср]=80 МПа.
Винты рассчитываем на прочность под действием силы Q=458,3 Н.

Расчет напряжения среза осуществляем по формуле [5]:
(2.19)
где Q – срезающая сила, Н;
d – диаметр стержня винта, d=8,5 мм;
i– число стыков (количество винтов) в соединении; в данном случае каждый из шести кулачков крепится на двух винтах, соответственно i=2;
[τср] – допускаемое напряжение среза; для стали 5 [τср]=80 МПа.

Тогда минимальный размер опасного сечения:

Поскольку используемый диаметр стержня винта 8,5 мм значительно больше рассчитанного минимально допустимого размера 1,9 мм, то можно сделать вывод о том, что винты М10х45 можно использовать в конструкции данного приспособления.

 

2.3 Расчёт и проектирование приспособления для контроля радиального биения

Данное контрольное приспособление является специальным. Оно предназначено для контроля радиального биения наружной цилиндрической поверхности фланца Ø250-0,115 относительно оси конического отверстия.
Контрольное приспособление имеет простую конструкцию. Устанавливать деталь в приспособление удобно. Всё это позволяет правильно и точно производить измерения.
Левый торец фланца является установочной поверхностью. Деталь устанавливается коническим отверстием Ø106,36+0,05 на два пальца со сферической поверхностью 4. Фланец базируется левым торцом на кольцо 6, соединенное с наклонной плитой 3, находящейся под углом 30° к горизонту. К контролируемой наружной цилиндрической поверхности Ø250-0,115 подведен индикатор 1. Измерение производится при повороте детали на 3600. Разность между наибольшим и наименьшим показанием индикатора является величиной биения данной поверхности.

Для того чтобы контрольное приспособление обеспечивало достаточную точность и правильность контроля, требуется, чтобы его погрешность была не более 1/3 допуска на контролируемый параметр.
; (2.20)
, (2.21)
где ∑εi - суммарное значение погрешностей в процессе измерения.
Погрешности в процессе измерения:
εб - погрешность базирования;
εЗ - погрешность закрепления;
εИ - погрешность в результате износа установочных элементов;
εпер. мех - погрешность передаточных механизмов;
εизм. средства - погрешность средств измерения (индикатора).


Расчет контрольного приспособления на точность

1. εб = 0, т.к. деталь устанавливается чистовой базой на два пальца со сферической поверхностью, и ось детали при вращении будет занимать стабильное положение в процессе всего измерения;
2. εЗ = 0, так как в нашем случае не происходит закрепления детали в контрольном приспособлении;
3. εИ = 0, так как износ установочных пальцев одинаковый, и при наладке контрольного приспособления индикатор каждый раз выставляется на «0»;
4. εпер. мех. = 0, так как в конструкции приспособления нет передаточных элементов;
5. εизм. средства = 0,0035 мм, так как в качестве средства измерения используется индикатор многооборотный модели 2МИГП ГОСТ 9696-82 [12] с ценой деления 0,002 мм.


Так как ∑εi = 3,5 мкм < ΔПР = 6,7 мкм, то условие выполняется. Значит, измерение будет проведено с достаточной точностью.

2.4 Проектирование сверла ступенчатого

Для повышения производительности обработки отверстия с перепадом диаметра необходимо применять специальный инструмент – ступенчатое сверло.
Выбираем спиральное сверло с коническим хвостовиком (для лучшего центрирования)
Геометрические параметры рабочей части сверл (ω, γ, 2φ) в зависимости от материала заготовки (сталь 40Х) выбираем по таблице 60 [4]:
ω = 300 ± 20;
2φ = 1170 ± 30;
γ = 100;
По таблице 62 [4] выбираем основные размеры наружного инструментального конуса Морзе с лапкой.
Принимаем конус Морзе 2.


Рисунок 2.5 − Основные размеры наружного инструментального конуса

D1 = 12,78мм;
d2 = 10мм;
l = 12мм;
l3 = 60мм;
b = 8мм;
R = 4мм;

Угол наклона поперечной режущей кромки ψ для сверл диаметром до 12мм принимается равным 500 .
Задний угол α различен в различных точках режущей кромки. У стандартных спиральных сверл в наиболее удаленной от оси сверла точке (вершина лезвия) α = 8…150 (принимаем α = 110), в ближайшей к оси точке α = 20…260(принимаем α = 230).
Материал режущей части выбираем сталь Р6М5, т.к. она лучше всего подходит для обработки углеродистых сталей.
Хвостовик для экономии дорогостоящего материала выбираем из стали 45.


2.5 Расчет и проектирование подвесного цепного конвейера

Подвесной цепной конвейер предназначен для межоперационной транспортировки деталей «Фланец 7100.00.35.001» на линии механической обработки детали. Конвейер состоит из ходовой части – разборной цепи с рабочими каретками, движущимися на роликах по направляющим, которые образуют замкнутый путь.
На рабочие каретки навешиваются подвески для установки на них деталей. Конвейер приводится в движение приводом (асинхронный электродвигатель, редуктор), работающим с постоянной скоростью.
Поворот трассы осуществляется с помощью поворотного устройства. В его качестве используются две звездочки. Звездочки закрепляются под направляющими на планках болтами. Привод с тяговой звездочкой устанавливается над направляющими на специальном кронштейне, подвижном относительно направляющих. Натяжение цепи осуществляется перемещением кронштейна с приводом и звездочкой по направляющим.
Для исправной работы конвейера необходима правильная его эксплуатация и систематический уход. В процессе эксплуатации конвейера необходимо регулярно смазывать трущиеся части.
Проведем расчет конвейера. Исходя из расположения оборудования и удобства транспортирования принимаем шаг подвесок аn = 2м.
Определяем скорость конвейера:
V= , (2.22)
где Топ – штучное время самой продолжительной операции,
(Топ=1,92 мин.)
V м/мин
Погонные нагрузки:
- на холостой ветви:
, (2.23)
где Gn , Gk – собственный вес подвески и каретки соответственно, Gn = 12 дан, Gk = 5 дан;
an , tk – шаг подвесок и кареток, an = tk = 2 м;
qц – вес одного погонного метра тягового элемента, qц = 5,7 дан/м;

- на груженой ветви:
, (2.24)
где G – вес полезного груза на подвеске, G = 273 дан.

Предварительное определение наибольшего натяжения цепи:
, (2.25)
где So – наименьшее натяжение цепи, So = 70 дан;
Km – суммарный коэффициент местных сопротивлений, Km = 1,08;
ω – коэффициент сопротивления на прямолинейном участке,
(ω = 0,02);
qгр – погонная нагрузка на груженой ветви, дан/м;
Lг – горизонтальная проекция длины загруженной ветви, Lг = 88м;
Б – коэффициент, зависящий от количества поворотов и перегибов и их расположения на трассе, Б = 0,5.

Выбираем в качестве ходовой части конвейера тяговую разборную цепь типа Р2-50,8-25 ГОСТ 589-64 с шагом 44,45 мм, с цилиндрическими валиками диаметром Ø12 мм. Для прохождения грузов на поворотах выбираем звездочку с делительным диаметром Ø831,7мм.
Произведем уточненный тяговый расчет.

Рисунок 2.6 – Расчетная схема определения натяжения цепи конвейера
Принимаем So = 70 дан. Тогда натяжение цепи в точках 1, 2, 3.
S1 = So+ ω•qг•Lг; (2.26)
S2 = S1•ξ; (2.27)
S3 = S2+ ω•qг•Lг. (2.28)
S1 = 70+ 0,02•150,7•44=202,6дан;
S2 = 202,6•1,04=210,7дан;
S3 = 210,7+ 0,02•150,7•44=343,3дан.
Наибольшее натяжение получилось в точке 3: S3 = 343,3дан. Оно на 29% отличается от приближенно подсчитанного Smax = 484 дан.
Тяговое усилие на приводной звездочке:
, (2.29)
где Sнб, Sсб – сила набегания и сбегания цепи, дан.

Потребная мощность электродвигателя:
, (2.30)
где - коэффициент полезного действия электродвигателя, = 0,8.

Принимаем электродвигатель типа 4А112МА8 мощностью N = 2,2 кВт с числом оборотов n =700 мин-1.
Величина натяжного усилия:
, (2.31)

Вес натяжного груза определяем по уравнению:
, (2.32)

3 ТЕХНИКО-ОРГАНИЗАЦИОННАЯ ЧАСТЬ

Рассматривая грузопотоки заготовок, деталей и полуфабрикатов необходимо отметить следующее. Контейнеры с заготовками, полученными штамповкой, подвозятся погрузчиком к токарному полуавтомату 1Б284, на котором выполняется автоматная токарная операция 005. После выполнения операции 005 полуфабрикаты вешаются на специальные крючки рабочих кареток цепного подвесного конвейера, при помощи которого осуществляется транспортирование полуфабрикатов по всем остальным операциям технологического процесса. Необходимо отметить, что после контрольной операции 035 полуфабрикаты складируются в контейнер, который в свою очередь транспортируется в термический цех для выполнения термической операции 040. Заполненный контейнер увозят, заменяя его пустым. Затем заготовки движутся по конвейеру по ходу технологического процесса до последней операции 055, после чего складируются в контейнер для готовых деталей.
В цехе располагается мостовой кран грузоподъемностью 10 тонн. Его используют для монтажа оборудования, а также транспортирования контейнеров.
Обеспечением инструментом оборудования занимается ИРК. ИРК предназначена для своевременного обеспечения участков цеха настроенным инструментом. Сюда входит секция хранения и комплектации инструмента, секция доставки инструмента к рабочим местам. В секции хранения и комплектации инструмента производится получение инструмента из центрального инструментального склада и раскладка его по стеллажам, а также поддержание оборотного фонда и подачи инструмента, карт наладки в секцию инструмента. Получив из зоны сборки и настройки готовый настроенный инструмент, комплектовщик отправляет его в зону доставки к рабочим местам. Доставка осуществляется поштучно, блоками и комплектами, целыми инструментальными магазинами в зависимости от вида оборудования. Доставляется и возвращается инструмент к оборудованию:
транспортными рабочими;
внутрицеховым транспортом;
Заточка инструмента производится в заточном отделении, которое организовывается в цехе. Так как количество станков 150…300.
Существуют следующие способы замены режущего инструмента.
Замена инструмента по отказам, т.е. замена инструмента производится по мере выхода его из строя.
Смешанная замена, т.е. каждый заменяют принудительно через определенный промежуток времени, а инструмент, вышедший из строя раньше этого периода, заменяют по отказу.
Смешанно-групповая замена, т.е. инструменты, имеющие одинаковые среднюю стойкость и закон ее распределения, заменяют одновременно по

мере достижения ими определенного периода времени, независимо от времени работы каждого инструмента.
При смешанном и смешанно-групповом способах замены режущих инструментов в производстве применяют принудительное восстановление инструментов.
При числе станков в цехе более 100…200 организуется мастерская по ремонту инструментальной и технологической оснастки. В мастерской по ремонту оснастки выполняют малый ремонт приспособлений и другой оснастки.
Уход и надзор за действующим оборудованием, планово-предупредительный ремонт технических средств всех видов, а также модернизацию существующего и изготовление нестандартного выполняет ремонтно-механический цех завода, а также цеховые ремонтные базы и отделения по ремонту электрооборудования и электронных систем. Ремонтные базы цеха, производят малые и средние ремонты, а ремонтно-механический цех – капитальный ремонт оборудования. Для периодического осмотра и ремонта электродвигателей вентиляционных систем цеха, устройств электроавтоматики и электронных систем предназначено отделение по ремонту электрооборудования и электронных систем.
Произведем расчет количества получаемой стружки:

, (3.1)

где m – удельная масса стружки приходящаяся на 1 м2 площади участка;
Q – масса заготовки, кг (Q = 12,45);
q – масса детали, кг (q = 9,8);
N – годовой объем выпуска, шт (N = 25000);
S – площадь участка, по изготовлению детали, м2 (S = 270).
Получим:

кг/м2
Так как удельная масса стружки меньше допустимой [m]=300 кг/м2, то удаление стружки производится без комплексно-автоматизированной системой линейных и магистральных конвейеров. Стружка собирается в специальные контейнеры, затем отправляется на утилизацию.
СОЖ передают по трубопроводам из центральной установки к разборным кранам, установленным на участках. В процессе работы станка используется автономная система охлаждения станка, которая ежесуточно пополняется из разборных кранов для восполнения потерь жидкости вследствие ее разбрызгивания, уноса со стружкой и обработанной заготовкой.


Предприятия обеспечиваются электроэнергией от линий электропередач напряжением 110кВ. Для понижения напряжения используют следующий каскад: открытая понижающая станция 110/35 кВ, затем открытые центральные распределительные подстанции 35/10-6кВ и цеховые закрытые трансформаторные подстанции 6-10/0.4кВ. Подстанции приближают к основным потребителям электроэнергии для уменьшения потерь в сети.
При производстве фланца широко используют сжатый воздух для приводов пневматических зажимных устройств. Давление сжатого воздуха в сети составляет 0,5…0,6 МПа. Компрессорные станции размещены в изолированном помещении вследствие высокого уровня создаваемого ими шума.

4 ТЕХНИКО-ЭКОНМИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ
Исходные данные берем из технологического раздела проекта и материалов преддипломной практики, заносим их в таблицу 4.1

Таблица 4.1 – Исходные данные для выполнения расчетов

опер. Наименование операции Модель оборудования Тшт,
мин Трудоемкость программы выпуска, час
БАЗОВЫЙ ВАРИАНТ
001 Автоматная токарная 1283 1,75 729
005 Автоматная токарная 1283 2,54 1058
010 Автоматная токарная 1283 2,80 1167
015 Контрольная стол контр. 0,5 208
020 Алмазно-расточная ВС-490 1,47 613
025 Алмазно-расточная 1734 2,01 838
030 Агрегатная АБ 3179 2,6 1083
035 Вертикально-сверлильная 2Н135 1,87 779
040 Контрольная стол контр. 0,50 208
045 Термическая Печь ТВЧ - -
050 Шлифовальная специальная 3К228 3,2 1333
055 Плоскошлифовальная 3Б722 1,8 750
060 Контрольная стол контр. 0,5 208
ИТОГО: 21,54 8974
ПРОЕКТИРУМЫЙ ВАРИАНТ
005 Автоматная токарная 1Б284 1,32 550
010 Автоматная токарная 1Б284 1,38 575
015 Контрольная стол контр. 0,5 208
020 Автоматная токарная 1Б290П-4К 1,49 621
025 Копировально-токарная 1734Ф3 1,07 446
030 Агрегатная АБ3182 1,73 721
035 Контрольная стол контр. 0,5 208
040 Термическая Печь ТВЧ - -
045 Торцекрулошлифовальная 3Т160 1,23 513
050 Плоскошлифовальная 3Д740В 1,92 800
055 Контрольная стол контр. 0,5 208
ИТОГО: 11,64 4850


Годовая программа выпуска продукции, шт.– 25000;
Масса заготовки, кг: базовый – 17,7; проектируемей – 12,45.
Масса детали, кг – 9,8.

 

 

4.1 Определение потребностей в материально-технических и трудовых ресурсах

Расчет потребности в материалах и инструменте
Количество основных материалов (Мс) на годовую программу рассчитывается по нормам расхода материалов
Мс = qн ·Q, (4.1)
где qн – нормы расхода материалов на одно изделие, кг;
Q – годовой объём выпуска продукции, шт.
Базовый вариант: Мс = 0,0177 • 25000 = 442т;
Проектируемый вариант: Мс = 0,0124 • 25000 = 310т;

Таблица 4.2 – Состав оборудования и оснастки

п/п Модель оборудования или дорого-стоящей оснастки Количество на программу выпуска Габариты, мм Коэф-фици-ент
загру-зки Мощ-ность привода,
кВт Цена еденицы обору-дования,
млн.руб.
рас-четное при-нятое
БАЗОВЫЙ ВАРИАНТ
1 1283 0,6 3 4140×3650
1 28 47,3
2 ВС-490 0,12 1 2450×1890
1 15 32,25
3 1734 0,16 1 2200×2250
1 13,5 30,1
4 АБ3179 0,25 1 3850×3980
1 7 60,2
5 2Н135 0,15 1 2250×2900
1 10 17,2
6 3К288 0,26 1 3430×2140
1 12 27,95
7 3Б722 0,14 1 4050×2580
1 15 32,25
ИТОГО: - 9 - - - 341,85
ПРОЕКТИРУЕМЫЙ ВАРИАНТ
1 1Б284 0,216 2 3285×2980
1 22 43
2 1Б290П-4К 0,12 1 7945×2130
1 30 38,7
3 1734Ф3 0,085 1 2200×2250
1 13,5 32,25
4 АБ3182 0,14 1 4750×3730
1 7 68,8
5 3Т160 0,103 1 3750×4675
1 17 30,1
6 3Д740В 0,158 1 2350×2970
1 11 34,4
ИТОГО: - 7 - - - 290,25


Расчет численности работающих
Количество производственных рабочих (Чр)
- по трудоемкости механической обработки (включая разметочные и слесарные работы):
, ( 4.2)

- по станкоёмкости (для расчета станочников по видам обработки):
, ( 4.3)
где Чр – расчетное количество производственных рабочих (расчетное
количество станочников);
Тгод- трудоемкость работ на годовую программу работ, чел.-часы;
Тстi- трудоемкость механической обработки на годовую программу, станко-часы;
Фэ.р – эффективный годовой фонд времени рабочего, ч (см. приложение);
Кмн – коэффициент многостаночного обслуживания – количество станков, обслуживаемых одним рабочим.
Базовый вариант токарная автоматная операция (001):

Принимаем 1-го рабочего.
Аналогично рассчитываем количество рабочих на других операциях и сводим в таблицу 4.3

Таблица 4.3 – Количество производственных рабочих

опер. Модель оборудования Количество производственных рабочих
Рассчитанное Принятое
1 2 3 4
БАЗОВЫ ВАРИАНТ
001 1283 0,4 1
005 1283 0,57 1
010 1283 0,63 1
020 ВС-490 0,33 1
025 1734 0,45 1
030 АБ3179 0,58 1
035 2Н135 0,42 1
050 3К288 0,72 1
055 3Б722 0,4 1
060 Стол контролера 0,34 1
ИТОГО: 10
1 2 3 4
ПРОЕКТИРУЕМЫЙ ВАРИАНТ
005 1Б284 0,3 1
010 1Б284 0,31 1
020 1Б20П-4К 0,33 1
025 1734Ф3 0,24 1
030 АБ3182 0,39 1
045 3Т160 0,28 1
050 3Д740В 0,43 1
055 Стол контролера 0,34 1
ИТОГО: 8

Число производственных рабочих в первой смене принимается в процентах от общего количества - 50%.
Вспомогательные рабочие
Т.к. базовом и проектируемом вариантах количество станков практически одинаково то численность вспомогательных рабочих принимаем одинаковыми: 1 слесарь-ремонтник на 0,5 ставки, 1 электромонтер 0,5 ставки, 1 смазчик на 0,25 ставки.
Численность вспомогательных рабочих в первой смене принимается в процентах от общего количества – 55%.
Инженерно-технические работники
Принимаем численность ИТР: 1 мастер, 1 технолог на 0,5 ставки, 1 инженер-нормировщик на 0,5 ставки.
Младший обслуживающий персонал
В базовом и проектируемом вариантах площадь участка меньше 500м2, поэтому принимаем 1 уборщицу на 0,75 ставки.

 

 

 

 

 

 

 

 

4.2 Расчёт технико-экономических показателей

Расчет капитальных вложений
В общем случае величина капитальных (К) вложений включает в себя следующие составляющие:
К = Коб + Кзд + Косн + Кинв + ОбС (4.4)

Капиталовложения в оборудование (техническое, энергетическое, подъемно-транспортное, средства контроля и управления)
Т.к. проектируемый участок предназначен для изготовления многих типоразмеров изделий, учитывается его частичная занятость по выпуску разрабатываемой детали (узла). Капиталовложения (Коб) определяются по следующей формуле:
, (4.5)
где h – количество типоразмеров (моделей) оборудования;
ЦБi– балансовая стоимость единицы оборудования (транспортного средства) с учетом затрат на доставку, монтаж и устройство фундамента (если исходных сведений о таких затратах нет, то не более 20% от стоимости оборудования), руб;
Оi – количество единиц оборудования i-го типоразмера (вида);
i – значение коэффициента занятости оборудования i-го типоразмера (вида) изготовлением рассматриваемой продукции, (i = 1).

Базовый вариант:
47,3•3+32,25+30,1+60,2+17,2+27,95+32,25=341,85млн.руб;

Проектируемый вариант:
43•2+38,7+32,25+68,8+30,1+34,4=290,25млн.руб.

Капиталовложения в здание
Капвложения в здание (Кзд) определяются следующим образом:
Кзд = (Sц + Sтс) · ср · Цзд, (4.6)
где Sц – производственная площадь, занимаемая участком, цехом, м2 (базовый вар. Sц = 340 м2 , проектируемый Sц = 270 м2)
ср – средний коэффициент занятости площади при изготовлении
рассматриваемой продукции (определяется аналогично i);
Sтс – площадь, потребная для размещения транспортных средств и
устройств, систем управления станков с ЧПУ, м2 (5% Sц)
Цзд – стоимость 1 м2 площади механического цеха, 440тыс руб.
Базовый вариант:
Кзд = 1,05•340•0,5•0,440= 78,63млн руб;
Проектируемый вариант:
Кзд = 1,05•270•0,5•0,440= 53,4млн руб;

Капиталовложения в дорогостоящую оснастку (приспособления, штампы, модели, режущий и мерительный инструмент и т.п.)
Капиталовложения в дорогостоящую оснастку (Косн) в механических цехах в первом приближении принимаем в размере 10% от стоимости станочного оборудования:
Стоимость станочного оборудования:
базовый вариант: Cст =47,3•3+32,25+30,1+60,2+17,2+27,95+32,25=
=341,85 млн руб;
проектируемый: Сст =43•2+38,7+32,25+68,8+30,1+34,4=290,25 млн руб;
базовый вариант Косн =0,1•341,85=34,185млн руб;
проектируемый – Косн =0,1•290,25=29,025млн руб.

Капиталовложения в запасы материалов (оборотные средства ОбС)
Они охватывают вложения в запасы основных и вспомогательных материалов, топлива, а также различных комплектующих изделий. Капиталовложения в запасы материалов рассчитываются следующим образом:
, (4.7)
где w– число видов материалов, необходимых для производства продукции;
Мс – необходимое количество материалов с-го вида на объем выпуска продукции, т (шт.- если учитывать количество заготовок);
Дп – длительность рассматриваемого периода, дни;
Доб – длительность одного оборота оборотных средств, дни;
, (4.8)
где tшт – штучное время выполнения операций технологического
процесса, мин;
k – коэффициент, учитывающий длительность операций, связанных с перемещением, маркировкой, оформлением документов и др. (k = 1,5 – 2,5) ;
Тз – количество дней на которые создается текущий, страховой и
транспортный запасы, принимается в зависимости от частоты
поставок материалов, дни (Тз = 5-30 дней).
Цм.с – оптовая цена заготовок с-го вида с учётом способа их получения (материала), руб/т (руб/шт. если цена заготовки).
kтз.с – коэффициент, учитывающий транспортно-заготовительные
расходы по приобретению материалов с-го вида.
Коэффициент kтз с может быть принят в первом приближении, равным 1,04 - 1,08 для основных материалов и 1,08 - 1,10 - для вспомогательных материалов.


Базовый вариант:

млн руб;
Проектируемый вариант:

млн руб;

Капиталовложения в инвентарь (Кинв)
Кинв определяют в первом приближении вложения в производственный и хозяйственный инвентарь определяются по следующим укрупненным показателям: для производственного инвентаря - 1-2% от стоимости основного оборудования.
Базовый вариант Кинв = 0,01•341,85=3,418млн руб;
проектируемый Кинв = 0,01•290,25=2,902млн руб
Результаты расчета отдельных элементов капитальных вложений сводятся в следующую таблицу 4.3:
Таблица 4.3- Состав капитальных вложений, млн. руб
Наименование Условные
обозначе-ния Величина
базовый
вариант проектируемый вариант
Капиталовложения в оборудование
в том числе:
технологическое
подъемно-транспортное Коб

-//-
-//-
341,85
290,25
Капиталовложения в здание Кзд 78,63 53,4
Капиталовложения в оснастку Косн 34,185 29,025
Капиталовложения в запасы материалов (оборотные средства) ОбС 7,15 5,87
Капиталовложения в инвентарь Кинв 3,418 2,902
Всего капиталовложения К 465,233 381,447

 

 

 

 

 

4.3 Расчет себестоимости продукции

Затраты на материалы (См)
Базовый вариант:
См = 25000 • 6,43/1000 = 160,75млн руб;
Проектируемый вариант:
См = 25000 • 5,28/1000 = 132млн руб;

Расчет основной и дополнительной заработной платы производственных рабочих и служащих
Основная заработная плата рабочих-сдельщиков определяется по формуле:
, (4.9)
где Тгод – суммарная трудоемкость изготовления продукции за год,
чел.-ч.;
Сзcч – средняя часовая тарифная ставка заработной платы на участке, руб./чел.-ч;
kот – отраслевой коэффициент, kот=1,2;
kм – коэффициент доплат за многостаночное обслуживание, kм=1,0.

Фонд заработной платы рабочих-повременщиков рассчитываем следующим образом:
, (4.10)
где n –потребное количество рабочих-повременщиков, чел.;
Фэр – эффективный фонд времени рабочего, ч.;
kзан– коэффициент занятости работника выпуском рассматриваемой продукции.
Среднечасовая тарифная ставка рассчитывается как средневзвешенная величина:
Сзсч = , (4.11)
где n , n , n … – количество рабочих соответствующих разрядов, чел.;
С , С , С … – тарифные часовые ставки этих рабочих, руб.
С сд = тыс. руб./ч.;
С сд = = 0,926 тыс. руб./ч.;
С вр = = 1,010 тыс. руб./ч.;
С вр = = 1,010 тыс. руб./ч.;
С Б= 8974∙0,912∙1,2∙1,0/1000 = 9,82 млн. руб.;
С ПР= 4850∙0,926∙1,2∙1,0/1000 = 5,39 млн. руб.;

С Б= 1,25∙1860∙1,010∙1∙1,2∙1,0/1000 = 2,82 млн. руб.;
С ПР= 1,25∙1860∙1,010∙1∙1,2∙1,0/1000 = 2,82 млн. руб.
Основная заработная плата рабочих:
= С + С , (4.12)
млн. руб.;
млн. руб.
Дополнительная заработная плата рабочих:
С = С •k /100 , (4.13)
где k - коэффициент, учитывающий дополнительную плату, с учетом премиальных выплат (принимается 10-50%).
Отчисления на социальное страхование с заработной платы рабочих:
С = (С + С )•kсс/100, (4.14)
где kсс – коэффициент, учитывающий отчисления в фонд социальной защиты (и отчисления на обязательное страхование).
С Б = 12,64 •30/100 = 3,79 млн. руб.;
С ПР = 8,21 •30/100 =2,46 млн. руб.
С Б = (12,64+3,79) •35/100 = 5,75 млн. руб.;
С ПР = (8,21+2,46) •35/100 =3,73 млн. руб.

Годовой фонд заработной платы ИТР и служащих с отчислением в фонд социальной защиты и на соцстрах, находящихся на штатно-окладной системе:
С = С = nи•Зм• k ∙(1+ k /100)∙(1+ kсс), (4.15)
где nи – количество работающих определенной специальности, чел.;
Зм – месячный оклад работающего определенной специальности, руб/мес;

С Б = 2•250000•1•12∙(1+30/100)∙(1+35/100) = 10530000 руб.=
= 10,53 млн. руб.;
С ПР = 2•250000•1•12∙(1+30/100)∙(1+35/100) = 10530000 руб.=
=10,53 млн. руб.
Годовой фонд заработной платы уборщицы рассчитывается так же как и для ИТР но с другим окладом (1.15):
С = 0,75•200000•1•12∙(1+30/100)∙(1+35/100) =3159000 руб.=
= 3,159 млн. руб.

Затраты на амортизацию оборудования, транспортных средств и дорогостоящей оснастки (А)
, (4.16)
где h – количество моделей оборудования;

ЦБi – балансовая стоимость единицы оборудования (транспортного
средства), руб;
Оi – количество единиц оборудования i-го вида;
i - значение коэффициента занятости оборудования i-го вида
изготовлением рассматриваемой продукции;
На – норма годовых амортизационных отчислений на замену
оборудования (транспортных средств и дорогостоящей
оснастки) i –го вида.
Базовый вариант:
АБ =(47,3•3+32,25•1+30,1+60,2+17,2+27,95+32,25) • =22,9 млн руб;
Проектируемый вариант:
АПР =(43•2+38,7+32,25+68,8+30,1+34,4)• =19,45млн руб;

Затраты на ремонт оборудования
В первом приближении затраты на ремонт оборудования составляют 5% в год от его стоимости.
Базовый вариант:
С = 341,85•0,05=17,09 млн руб;
Проектируемый вариант:
С = 290,25•0,05=14,51 млн руб;
Затраты на энергию Сэ складываются из затрат на силовую, технологическую электроэнергию, топливо, сжатый воздух, газ.
Сэ=Стэ+Ссж+Спар+Стоп, (4.17)
где Стэ - затраты на силовую и технологическую электроэнергию,
млн. руб.;
Ссж - затраты на сжатый воздух, млн. руб.;
Спар - затраты на пар, млн. руб.;
Стоп - затраты на топливо, млн. руб.

Стэ = kод•kп•Цэ∙ Мэi•Fдi , (4.18)
где h – количество моделей оборудования;
Мэi – суммарная установленная мощность электродвигателей, кВт;
Fдi – действительный фонд времени работы i-го оборудования, ч;
kод – коэффициент спроса электроэнергии, 1,05;
kп – коэффициент, учитывающий потери в сети, 1,05;
Цэ – цена 1 кВт•ч электроэнергии, Цэ=165,7 руб/кВт•ч.

СтэБ =1,05∙1,05∙165,7∙(28∙729+28∙1058+28∙1167+15∙613+13,5∙838+7∙5∙1083+
+10∙779+12∙1333+15∙750) = 32570275 руб.= 32,57 млн.руб.

 

СтэПР=1,05∙1,05∙165,7∙(22∙550+22∙575+30∙621+13,5∙446+7∙7∙721+17∙513+
+11∙800) = 18679647 руб.=18,67

Затраты на сжатый воздух определяют для тех групп оборудования, где применяется пневматика или обдув сжатым воздухом:
Ссж = Нсж•Fд • kп•Цсж, (4.19)
где Нсж – среднечасовая норма расхода сжатого воздуха на один станок (2 м3/час);
Fд – действительный суммарный фонд времени работы оборудования, использующего сжатый воздух ,ч;
kп – коэффициент, учитывающий потери сжатого воздуха, kп=1,5;
Цсж – цена 1 м3 сжатого воздуха, Цсж=15,4 руб/м3.

СсжБ = 2•(729+1058+1167+613+838+1083)• 1,5 • 15,4 =253545 руб. =
=0,25 млн. руб.
СсжПР = 2•(550+575+621+446+721+513)• 1,5 • 15,4 = 158281 руб.=
=0,16 млн. руб.

Затраты на воду
Затраты на воду складываются из след следующих статей:
- затраты на приготовление СОЖ;
- затраты на охлаждение оборудования;
- затраты на бытовые нужды.
Для того, чтобы произвести расчет затрат на воду вышеперечисленных пунктов, необходимо сначала посчитать затраты на промывку деталей. Поэтому вводим промежуточный расчет (4.20)
Затраты на промывку деталей равны:
Свп = Нр.вод•Мд•Цв.п, (4.20)
где Нр.вод – расход воды на производственные нужды в моечной машине (3,5 м3/т);
Цв.п – стоимость 1 м3 воды на производственные нужды (1430 руб/м3).
Свп = 3,5•180•1430 = 900900 руб. = 0,9 млн.руб.
Затраты на приготовление СОЖ (Ссож) и охлаждение оборудования (Сохл) принимаем соответственно в размере 5% и 3% от затрат воды для промывки деталей.
Ссож=0,05•0,9= 0,045 млн.руб.;
Сохл=0,03•0,9= 0,027 млн.руб.

Затраты на воду для бытовых нужд:
Св.б=Нв.б•kзан•п •Цв.б∙Драб , (4. 21)
где Нв.б – норма расхода воды на одного работающего в смену (0,06 м3);

Цв.б – стоимость 1 м3 воды для бытовых нужд ( 2457 руб/м3);
п – количество работающих, чел;
кзан – коэффициент занятости работника выпуском рассматриваемой продукции.
Драб – количество рабочих дней в году (260 дней).

Св.бБ = 0,06•1•14•2457∙260= 536608 руб.= 0,536 млн руб.;
Св.бПР = 0,06•1•12•2457∙260= 728255 руб.= 0,460 млн руб.

Затраты на смазочно-обтирочные (вспомогательные) материалы для оборудования:
Св = Оi•Нр.в.м, (4.22)
где Нр.в.м – средняя величина затрат на смазочно-обтирочные материалы за год в расчете на единицу оборудования i-го вида, (руб/год)/ед.об.
Оi – количество принятого производственного оборудования i-го вида, шт.

С = 9∙25000 = 225000 руб. = 0,225 млн. руб.;
С = 7∙25000 = 175000 руб. = 0,175 млн. руб.

Затраты по приспособлениям, режущему и мерительному инструментам и прочей оснастке:

Синстр.= 18%•Косн, (4.23)
С = 0,18•34,185 = 6,15 млн. руб.;
С = 0,18•29,025 = 5,22 млн. руб.
Затраты на содержание помещений и амортизацию зданий
Затраты на содержание помещений охватывают расходы на ремонт, отопление, освещение и уборку для механического цеха можно принять 2% от его стоимости:
Ссод. здб= 0,02∙78,63 = 1,57 млн. руб.;
Ссод. здпр= 0,02∙53,4 = 1,07 млн. руб.
Затраты на амортизацию зданий определяются по формуле:
, (4.24)
где Кзд – капвложения в здание;
Нз – норма амортизационных отчислений по производственным помещениям.
Затраты на текущий ремонт зданий и инвентарь составляют 1% от их первоначальной стоимости с учетом коэффициента использования.
АзБ = = 0,79 млн. руб;
АзПР = = 0,53 млн. руб.
Расходы на испытания, опыты, исследования, рационализацию и изобретательство
Принимаем как и в базовом варианте 0,2 млн. руб. в год на одного работающего.
СиспБ =0,2∙14= 2,8 млн. руб;
СиспПР =0,2∙12 = 2,4 млн. руб.
Расходы на охрану труда:
Сохр.тр.= 5%• С , (4.25)
С = 0,05•12,64 = 0,632 млн. руб.;
С = 0,05•8,21 = 0,410 млн. руб.
Затраты на малоценный и быстроизнашивающийся инвентарь Принимаем как и в базовом варианте 0,18 млн. руб в год на одного работающего.
Смби.=0,18• 14= 2,52 млн. руб.;
Смби.=0,18• 12= 2,16 млн. руб.
На основании произведенных расчетов заполняем таблицы 4.5– 4.7.

Таблица 4.5 – Смета расходов на содержание и эксплуатацию оборудования, млн. руб.
Наименование статей расходов Величина расходов
Базовый вариант Проектируемый вариант
1 2 3
1. Амортизация оборудования, транспортных средств, ценного инструмента и приспособлений 22,9 19,45
2. Затраты на эксплуатацию оборудования:
в том числе:
- стоимость вспомогательного материалов;
- основная и дополнительная зарплата вспомогательных рабочих, с отчислениями на соцстрах (с учетом уборщиков производственных помещений);
- затраты на энергию для технологических целей;
- затраты по приспособлениям, режущему и мерительному инструментам и прочей оснастке.


0,225


5,676

 

32,57


6,15


0,175


5,676

 

18,67


5,22
3. Затраты на текущий ремонт оборудования и транспортных средств 17,09 14,51
4. Затраты на МБИ 2,52 2,16
ИТОГО: 87,13 65,68

Таблица 4.6 – Смета цеховых расходов, млн. руб.
Наименование статей расходов Величина расходов
Базовый вариант Проектируемый вариант
1. Содержание аппарата управления участком (зарплата служащих с отчислениями) 10,53 10,53
2. Затраты на воду 0,581 0,487
3. Амортизация зданий 0,79 0,53
4. Содержание зданий 1,57 1,07
5. Испытания, опыты и исследования, рационализация и изобретательство 2,8 2,4
6. Охрана труда 0,632 0,410
7. Прочие расходы (3% от суммы затрат пунктов 1-6) 0,507 0,463
ИТОГО: 17,41 15,89


Таблица 4.7 – Калькуляция цеховой себестоимости продукции, млн. руб.
Наименование статей расходов Величина расходов
Базовый вариант Проектируемый вариант
1. Стоимость основных материалов, за вычетом возвратных отходов 160,75 132
2. Основная заработная плата производственных рабочих 12,64 8,21
3. Дополнительная заработная плата производственных рабочих 3,79 2,46
4. Налоги и отчисления в бюджет и внебюджетные фонды с зарплаты производственных рабочих 5,75 3,73
5. Расходы на содержание и эксплуатацию оборудования 87,13 65,68
6. Цеховые расходы 17,41 15,89
ИТОГО: 287,47 227,97

 

 

 

 

4.4 Общая экономическая эффективность

Общая экономическая эффективность проекта оценивается показателем (коэффициентом), характеризующим величину прироста чистой прибыли предприятия на каждый рубль необходимых для получения этой прибыли капиталовложений, т.е.
, (4.26)
где Пч – чистая прибыль предприятия от реализации годового объема
произведенных изделий, руб;
К – капиталовложения, необходимые для производства годового объема изделий, руб.

Определение годового объема продукции в отпускных ценах и чистой прибыли
При определении годового объема продукции в отпускных ценах и чистой прибыли (Пч) принято упрощение, которое уменьшает трудоемкость расчетов, но не снижает точность определения величины чистой прибыли. Суть упрощения состоит в следующем: при определении величины чистой прибыли в затраты и результаты не включаются составляющие, которые тождественны по величине во всех рассматриваемых вариантах технологических процессов. К тождественным составляющим результатов и затрат относятся: общезаводские расходы, налоги и сборы, неизменные по величине во всех вариантах.
Для базового варианта расчёты проводят в следующей последовательности:
Пч = Q – (С+Ннед+Нпр+Нндс), (4.27)
где Q – годовой объём выпуска продукции в стоимостном выражении, руб
Q = С + Пбал ,+Нндс , (4.28)
где С – себестоимость годового выпуска продукции, руб;
Пбал – балансовая прибыль по выпускаемой продукции, руб;
, (4.29)
где R – реальная или введённая норма рентабельности базового проекта,
(R = 20%);
Пбал = 287,47 • 20/100 = 57,494 млн. руб;
Ннед – сумма налога на недвижимость, руб
, (4.30)
где Тнед – ставка налога на недвижимость, 1 % ;
Нпр – сумма налога на прибыль, руб;

Коб, Кзд – капиталовложения в оборудование и здания, руб.,
(таблица 4.3);
Ннед = (341,85 + 78,63) • 1/100 = 4,2 млн. руб;
Нпр – сумма налога на прибыль, руб.
, (4.31)
где Пнал –прибыль предприятия, облагаемая налогом на прибыль, руб;
Тпр – ставка налога на прибыль, 24%;
, (4.32)
Пнал = 57,494 – 4,2 = 53,294 млн. руб;
Нпр = 53,294 • 24/100 = 12,79 млн. руб;
Нндс – сумма налога на добавленную стоимость, руб.
Нндс = (С+Пбал) • , (4.33)
где Тпр – ставка налога на добавленную стоимость, 18%;
Нндс = (287,47 + 57,494) • млн. руб;
Q = 287,47 + 57,494 + 60,094 = 405,058 млн. руб;
ПЧ = 405,058 – (287,47+ 4,2 + 12,79 + 62,094) = 38,504 млн. руб;
= 0,083.
Расчеты для проектируемого варианта:
Определи норму рентабельности
Пбал = ( Q – 1,18C)/1,18 = (405,058 – 1,18•227,97)/ 1,18= 115,299 млн. руб;
;
Ннед = (290,25 + 53,4) • 1/100 = 3,44 млн. руб;
Пнал = 115,299– 3,44 = 111,859 млн. руб;
Нпр = 111,859•24/100 = 26,846 млн. руб;
Нндс = (227,97 + 115,299)•18/100 = 61,788 млн. руб;
ПЧ = 405,058 – (227,97+3,44+26,846+61,788) = 85,014 млн. руб;
= 0,22.

 

 

 

4.5 Сравнительная экономическая эффективность

Важнейшими показателями сравнительной экономической эффективности, по которым оценивается предпочтительность того или иного варианта проекта, являются приведенные суммарные затраты (Зпр) по каждому рассматриваемому варианту и годовой экономический эффект (Эг).
Зпр = С + Ен · К, (4.34)
Эг = (Сб – Спр) – Ен ·(Кпр – Кб), (4.35)
где Ен - нормативный коэффициент сравнительной экономической
эффективности.
Значение Ен принимается равным процентной ставке за пользование долгосрочным кредитом (Ен = 0,11);
К- капиталовложения по одному из вариантов:
Кб – в базовом варианте, Кпр – в проектируемом;
Сб, Спр – себестоимость продукции в базовом и проектируемом
вариантах.

Базовый: Зпр = 287,47 + 0,11 • 465,233= 388,64 млн. руб;
Проектируемый: Зпр =227,97 + 0,11 • 381,447= 269,93 млн. руб;
ЭГ = 287,47 – 227,97 – 0,11 • (465,233 – 381,447) = 50,28 млн. руб;
Срок окупаемости капиталовложений:

Т = , (4.36)
К - капиталовложения;
С - себестоимость продукции;

лет; лет.

Таблица 4.8 – Основные технико-экономические показатели проекта
Наименование показателя Единица
измере-
ния Величина
показателя Величина
отклонения
Базо-
вый вариант Проек-тир. вариант Абсо-лют-ное Относит. %
1 2 3 4 5 6
1. Годовой выпуск продукции:
- в натуральном выражении
-в стоимостном выражении по цене базового предприятия
шт

млн. руб.
25000

405,058
25000

405,058



1 2 3 4 5 6
2. Общая стоимость основных производственных фондов, всего
В том числе:
- здания
- оборудования
млн. руб.


млн. руб.
млн. руб.
420,48


78,63
341,85
343,65


53,4
290,25
76,83


25,23
51,6
18


32
15
3. Производственная площадь участка м2 340 270 70 20
4. Численность рабочих, всего
В том числе:
- Основных производственных рабочих
- Вспомогательных рабочих чел.


чел.
чел. 12


10
2 10


8
2 2


2
— 17


20

5. Трудоемкость изготовления единицы продукции мин/шт. 21,54 11,64 9,9 46
6. Выпуск продукции на донного однородного рабочего:
- в стоимостном выражении
- в натуральном выражении


м.руб/чел
шт./чел.

33,754
2083

40,506
2500

-6,752
-417

20
20
7. Фондоотдача руб./руб. 0,963 1,179 -0,216 22
8. Фондовооруженность труда млн.руб./ чел 35,04 34,365 0,675 2
9. Средняя загрузка оборудования 0,19 0,12 0,07 37
10. Цеховая стоимость годового объема выпуска продукции млн. руб. 287,47 227,97 59,5 21
11. Размер чистой прибыли млн. руб. 38,504 84,014 -46,51 121
12. Рентабельность продукции % 20 50 -30 150
13. Абсолютная (общая) эффективность капиталовложений 0,083 0,22 -0,137 165
14. Годовой экономический эффект млн. руб. 50,28 — —
15. Срок окупаемости дополнительных капиталовложений лет 1,62 1,67 -0,05 3

5 ОХРАНА ТРУДА И ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

5.1 Общие требования

В ГОСТ 12.0.002-80 техника безопасности определена как система организационных мероприятий, предотвращающих воздействие на рабочих опасных производственных факторов, а производственная санитария – как система организационных, технических средств, предотвращающих или уменьшающих воздействие на работающих вредных производственных факторов.
Правила по технике безопасности содержат требования технического характера, направленные на защиту работающих от воздействия предметов и средств труда, безопасную работу машин, оборудования и инструментов, снабжение станков и машин конструктивными ограждениями, предохранительными приспособлениями и др.
Нормы по производственной санитарии и гигиене труда определяют устройство производственных и бытовых помещений, рабочих мест в соответствии с физиологией и гигиеной труда, а также безопасные пределы содержания в воздухе производственных помещений пыли, газов, паров и др.
Рассмотрим одну из норм санитарных гигиенических условий – освещенность.
Правильно спроектированное и выполненное освещение на предприятиях, машиностроительной промышленности обеспечивает возможность нормальной производственной деятельности. Сохранность зрения человека, состояние его центральной нервной системы и безопасность на производстве в значительной мере зависят от условий освещения. От освещения зависят также производительность труда и качество выпускаемой продукции.
При освещении производственных помещений используют естественное освещение, создаваемое светом неба, искусственное, осуществляемое электрическими лампами, и совмещенное, при котором в светлое время суток недостаточное по нормам естественное освещение дополняется искусственным.
Искусственное освещение может быть двух систем – общее и комбинированное, когда к общему освещению добавляется местное, концентрирующее световой поток непосредственно на рабочих местах, например, светильник, установленный на станке.
Общее освещение подразделяют на общее равномерное освещение (при равномерном распределении светового потока без учета расположения оборудования) и общее локализованное освещение (при распределении светового потока с учетом расположения рабочих мест). Применение одного местного освещения внутри зданий не допускается.
На машиностроительных предприятиях рекомендуется применять систему комбинированного освещения при выполнении точных зрительных работ (слесарные, токарные, фрезерные операции) там, где оборудование создает глубокие, резкие тени или рабочие поверхности расположены вертикально. Система общего освещения может быть рекомендована в помещениях, где по всей площади выполняются однотипные работы, а также в административных конторах, складских помещениях и проходных.
Нормы освещения на рабочих местах определяем согласно [6 таблица 19].

Таблица 5.3 - Нормы освещенности для проектируемого участка
Наименование оборудования Модель
станка Освещен-ность, лк
Автомат токарный 1Б284 2000
Автомат токарный 1Б290П-4К 2000
Токарно-копировальный 1734Ф3 2000
Агрегатный АБ3182 2000
Торцекруглошлифовальный 3Т160 1500
Плоскошлифовальный 3Д740В 1500
Стол ОТК - 2000

Коэффициент естественной освещенности – 7,0 (при естественном освещении) и 4,2 (при совмещенном).
В целях экономии электроэнергии, для обеспечения требуемой освещенности на рабочих местах, будем использовать местное освещение. Для освещения производственных помещений будем использовать газоразрядные лампы.


5.2 Пояснительная часть

Оборудование на участке расположено последовательно, согласно операциям техпроцесса, что позволяет уменьшить грузопотоки. Т.к. масса заготовки равна 12кг, то для межоперационной транспортировки полуфабрикатов предусмотрен подвесной цепной конвейер, который позволяет автоматизировать технологический процесс и уменьшить труд рабочих для передачи заготовок от станка к станку. Согласна (3-му разделу дипломного проекта) удельная масса стружки m=245кг на 1м2 в год меньше допустимой [m]=300 кг/м2, то удаление стружки производится без комплексно-автоматизированной системой линейных и магистральных конвейеров. Стружка собирается в специальные контейнеры, затем отправляется на утилизацию. На всех станках предусмотрено заземление, для исключения поражения электрическим током в случае пробоя на корпус.
При планировке участка соблюдены все нормы охраны труда согласно ГОСТ 12.2.049-80 «Оборудование производственное. Общие эргономические требования.»: расстояния между станками, подвесным конвейером, магистральными проездами; ширина магистральных проездов, откатных ворот, дверей, окон; грузоподъемность мостового крана; подвод к оборудованию электрических шин, СОЖ, сжатого воздуха (подробно планировка участка рассматривается в 3-м разделе дипломного проекта).
Основными травмоопасными производственными факторами, которые могут проявится в процессе обработки металла резанием, являются следующие:
- вьющаяся и отлетающая стружка на автоматно-токарных операциях 005-020, в процессе обработки острая и горячая стружка может попасть на кожный покров или в глаз рабочего;
- приспособления для закрепления обрабатываемой детали (особенно приспособление на агрегатной операции 030. Специальное приспособление представляет собой опасность как при случайном прикосновении, так и в случаях захвата одежды выступающими частями в процессе работы станка);
- отлетающая стружка на шлифовальных операциях 045 и 050, процесс обработки сопровождается образованием очень мелкой стружки, оказывающей вредное воздействие на организм человека, попадая и накапливаясь в легких и на кожном покрове;
- при обработке с использованием СОЖ на всех операциях, кроме шлифовальных, выделяются вредные испарения;
- в техпроцессе имеется термообработка, это увеличивает опасность возникновения пожара. Участок термообработки является вредным для человека, вследствие наличия высоких температур, элекромагнитных полей и загрязненного воздуха, поэтому термообработку предусматриваем в отдельном помещении (3-й раздел дипломного проекта);
При обработке на металлорежущих станках необходимо, чтобы запыленность в зоне дыхания станочников соответствовала предельно допустимым нормам, предусмотренным ГОСТ 12.1.005-88 «Воздух рабочей зоны. Общие санитарно-гигиенические требования».
Обычно частицы промышленной пыли имеют размеры от 0,1 до 150 мкм. Крупные частицы (более 10 мкм) быстро оседают и практически отсутствуют в воздухе. Опасными для человека являются частицы от 0,2 до 7 мкм, так как именно они способны отлагаться и накапливаться в легких. Более мелкие частицы выдыхаются обратно, а более крупные задерживаются в носоглотке.
Для этого предусмотрены на шлифовальных станках пылестружкоотсасывающие устройства. Также на шлифовальных станках предусмотрены защитные кожухи в случае возможного разрыва шлифовального круга.
Для снижения и предотвращения вредного воздействия применяются средства индивидуальной и коллективной защиты. К индивидуальным относятся спецодежда, спецобувь, средства защиты органов дыхания. К коллективным средствам защиты относят систему вытяжной вентиляции (общей, локальной и местной), замена сухих процессов на мокрые с применением эмульсий, изоляция рабочей зоны оборудования, дистанционное управление рабочим процессом.
При обработке на металлорежущих станках необходимо, чтобы допустимые шумовые характеристики соответствовали предельно допустимым нормам, предусмотренным ГОСТ 12.2.107-85 «Шум. Станки металлорежущие. Допустимые шумовые характеристики» - наиболее чувствительно ухо к колебаниям в диапазоне частот от 1000 до 3000 Гц, и уровнем интенсивности звука 80 дБА.
Для предотвращения вредного воздействия необходимо снизить шум в источнике возникновения, подавить шум звукопоглощением, применять средства индивидуальной защиты.
Технологический процесс сопряжен с перемещением большого количества тяжелых грузов: заготовки, детали, готовые изделия, оснастка. Для этих целей применяются разнообразные подъемно-транспортные машины и механизмы: мостовые краны, краны-укосины, конвейеры, транспортеры, автопогрузчики, электрокары – создающие вместе с перемещаемым грузом потенциальную опасность. Скорость движения транспорта на территории предприятия ограничена 5 км/ч и не более 3 км/ч по территории цехов и складских помещений.
В технологических целях используется большое количество воды: для приготовления эмульсий, смазочно-охлаждающих жидкостей, моющих растворов, которая после использования проходит цикл очистки и повторно используется. Для этих целей применяются очистные установки.
Так как помещение обладает высокой степенью огнестойкости и низкой степенью пожароопасности применение противопожарных зон, преград, разрывов, и оборудования автоматическими установками пожаротушения необязательно. Применяется пожарная сигнализация. Участок должен быть оснащен первичными средствами пожаротушения: огнетушители (например ОУ – 8); пожарные краны; ломы; топоры.
5.3 Расчетная часть

Расчет освещенности будем производить по методике [6].
Основная задача освещения на производстве – создание наилучших условий для видения. Эту задачу возможно решить осветительной системой.
Рассчитаем искусственное освещение.
1. Для освещения производственных помещений, как правило, применяются газоразрядные лампы. Выберем газоразрядную люминесцентную лампу ЛОУ. Световая отдача 40-110 мм/Вт.
2. Выбираем систему общего равномерного освещения.
3. Отношение расстояния между центрами светильников L к их высоте подвеса над рабочей поверхностью Нр составляет для светильников ЛОУ – 1.4.
4. Норма освещенности на рабочем месте для газоразрядных ламп: Ен = 200 лк.
Для расчета общего равномерного освещения при горизонтальной рабочей поверхности основным является метод светового потока. Световой поток рассчитывается по формуле:
Фп = 100 • Ен • Sz • k / N • , (5.1)
где Ен – нормированная минимальная освещенность, лк;
S - площадь помещения, м2 (см. таблицу 4.2);
Z - коэффициент минимальной освещенности, Z = 1,1[6];
k - коэффициент запаса, k = 1,5 [6];
N - число светильников;
 - коэффициент использования светового потока,  = 40 [6];
Фп = =3375 лм.
Исходя из светового потока, подбираем лампу ЛБ60. Световая отдача лампы ЛБ60 равна 88лм/Вт. Мощность установки равна произведению световой отдачи на число ламп:
Р = 88•60 = 5280 Вт.
Расстояние между центрами подвеса светильников L = 4м.

Рисунок 5.2 – Схема расположения ламп.


5.4 Обеспечение безопасности в чрезвычайных ситуациях

Организация проведения спасательных и других неотложных работ
Целью проведения спасательных и других неотложных работ в очагах массового поражения является спасение людей и оказание медицинской помощи пораженным, локализация аварий и устранение повреждений, препятствующих ведению спасательных работ, создание условий для последующего проведения восстановительных работ на предприятиях.
Спасательные работы в очагах массового поражения включают:
- разведку маршрутов выдвижения формирований и участков (объектов)
работ;
- локализацию и тушение пожаров на маршрутах выдвижения и участках (объектах) работ;
- розыск пораженных и извлечение их из поврежденных и го¬рящих зданий, загазованных, затопленных и задымленных поме¬щений, завалов;
-вскрытие разрушенных, поврежденных и заваленных защит¬ных сооружений и спасение находящихся в них людей;
- подачу воздуха в заваленные защитные сооружения с повре¬жденной фильтровентиляционной системой;
- оказание первой медицинской помощи пораженным и эвакуацию их в лечебные учреждения;
- вывод (вывоз) населения из опасных зон в безопасные районы;
- санитарную обработку людей, ветеринарную
Другие неотложные работы включают:
- прокладку колонных путей и устройство проездов (проходов) в завалах и зонах заражения;
- локализацию аварий на газовых, энергетических, водопро¬водных, канализационных и технологических сетях в целях созда¬ния условий для проведения спасательных работ;
- укрепление или обрушивание конструкций зданий и соору¬жений, угрожающих обвалом и препятствующих безопасному движению и проведению спасательных работ;
- ремонт и восстановление разрушенных линий связи и комму¬нально-энергетических сетей в целях обеспечения спасательных работ, а также защитных сооружений для укрытия людей в случае повторных ЧС;
- обнаружение, обезвреживание и уничтожение неразорвав¬шихся боеприпасов и других взрывоопасных предметов.
СиДНР проводятся непрерывно, днем и ночью, в любую погоду до полного их завершения.
Для организованного проведения СиДНР в мирное время распоряжением главы исполнительной власти соответствующего субъекта представляющего в такой ситуации Министерство по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий, создается штаб по ликвидации последствий ЧС, формируется группировка сил и средств по ликвидации последствий ЧС, располагаемая в заранее намеченных районах в населенных пунктах или на местности, имеющей естественные укрытия, которая должна обеспечить: быстрый вход в очаг поражения, развертывание и проведение СиДНР в сжатые сроки; непрерывность их проведения; наращивание усилий по мере расширения фронта работ; маневр силами и средствами в ходе их выполнения; своевременную замену формирований; широкое и умелое использование прибывающей техники из народного хозяйства, а также аппаратуры для розыска и извле¬чения людей из-под завалов и разрушенных защитных сооружений; удобство в управлении и поддержании взаимодействия.
В настоящее время все ЧС в зависимости от тяжести последст¬вий разделены на следующие классы: локальная (пострадавших от ЧС менее 10 человек) , местная (11-500 человек), территориальная (также 11-500 человек), региональная (51-500 человек), федераль¬ная (более 500 человек), трансграничная (выходит за пределы страны либо произошла за рубежом).
При планировании затрат на предупреждение ЧС должен прогнозироваться суммарный ущерб Ус, учитывающий прямой У„ и косвенный Ук ущербы, причем последний может превышать вели¬чину Уп в 2... 10 раз.
В целом для предприятия опасность представляют стихийные бедствия и пожары.
В данном цехе основную опасность представляет возможность возникновения пожара, в результате неправильного обращения с электроустановками, возможностью возгорания ветоши, неправильного обращения с горелками, сварочными аппаратами при проведении ремонтных работ, на участке термообработки – установками ТВЧ (повышенная температура рабочей зоны).
Учитывая степень огнестойкости для здания - I степень, категорию объектов пожарной опасности (ПО) – Д, по [6,таблица 24] определяем, что расстояние до эвакуационного выхода не ограничивается. Минимальная ширина прохода – 1м, минимальная ширина коридора – 1,4м, минимальная ширина двери 0,8м.
На устойчивость функционирования предприятия в ЧС влияют следующие факторы: надежность защиты работающих от последствий стихийных бедствий, аварий (катастроф), а также воздействия первичных и вторичных поражающих факторов ОМП и других современных средств нападения; способность инженерно-технического комплекса объекта противостоять в определенной степени этим воздействиям; надежность системы снабжения объекта всем необходимым для производства продукции (сырьем, топливом, электроэнергией, газом, водой и т.п.); устойчивость и непрерывность управления производством и ГО; подготовленность объекта к ведению спасательных и других неотложных работ (СиДНР) и работ по восстановлению нарушенного производства.
Перечисленные факторы определяют и основные требования к устойчивому функционированию предприятия в условиях ЧС и пути его повышения.
Особое значение приобретают в настоящее время требования к устойчивости функционирования промышленных производств в условиях ЧС мирного времени, чтобы в будущем исключить ава¬рии типа Чернобыльской. Эти требования изложены в Нормах проектирования инженерно-технических мероприятий (ИТМ) ГО, а также в разработанных на их основе ведомственных норматив¬ных документах, дополняющих и развивающих требования дейст¬вующих норм применительно к отраслям.
Оценка устойчивости предприятий к воздействию различных поражающих факторов проводится с использованием специальных методик. Исходными данными для проведения расчетов по оценке устойчивости предприятия являются: возможные максимальные значения параметров поражающих факторов; ха¬рактеристики объекта и его элементов.
Параметры поражающих факторов обычно задаются выше¬стоящим штабом ГО. Если такая информация не поступила, то максимальные значения поражающих факторов определяются рас¬четным путем. При отсутствии и этих данных характер и степень ожидаемых разрушений могут быть определены для различных значений интенсивности землетрясений (/, в баллах) или избыточ¬ного давления воздушной ударной волны ядерного взрыва, вызывающего в зданиях и сооружениях слабые, средние и сильные разрушения.
Оценка степени устойчивости объекта к воздействию сейсми¬ческой (ударной) волны заключается в выявлении основных эле¬ментов объекта (цехов, участков, систем), от которых зависит его функционирование и выпуск необходимой продукции; определе¬ние предела устойчивости каждого элемента и объекта в целом по минимальному пределу входящих в его состав элементов; сопоставлении найденного предела устойчивости объекта с ожидаемым максимальным значением сейсмической (ударной) волны и заключении о его устойчивости. Устойчивость самих элементов оцени¬вается по средним разрушениям.
В выводах и предложениях на основе анализа результатов оценки устойчивости каждого элемента и объекта в целом даются рекомендации по целесообразному повышению устойчивости наи¬более уязвимых элементов объекта.
Целесообразным пределом повышения устойчивости принято считать такое значение сейсмической (ударной) волны, при котором восстановление поврежденного объекта возможно в короткие сроки и экономически оправдано (обычно при получении объектом слабых и средних разрушений).
Оценка устойчивости объекта к воздействию светового излучения взрыва заключается в определении предела устойчивости здания к световому излучению и сопоставлении этого значе¬ния с ожидаемым максимальным световым импульсом на объекте. Оценка устойчивости объекта к воздействию проникающей ра¬диации ядерного взрыва заключается в определении максимально¬го значения дозы излучения, ожидаемой на объекте, опреде¬лении степени поражения людей и повреждения материалов и приборов, чувствительных к радиации (ЭВМ, оптические приборы, фотопленка и др.).
Те же принципы лежат и в основе методик оценки устойчивости к химическому заражению, а также ко вторичным факторам поражения СДЯВ: затоплению местности и др.
Пожарная обстановка на промышленном предприятии определяется исхо-дя из характера застройки, огнестойкости зданий и категорий по¬жарной опасности объекта.
Исходными данными для оценки служат: расстояние между зданиями R, м; длина фронта пожара L, м; относительная влаж¬ность воздуха; тип защитных сооружений (встроенные, от¬дельно стоящие, негерметичные) К; скорость ветра VB, м/с.
Вначале расчета устанавливается степень огнестойкости зданий и сооружений объекта исходя из типа материала и времени разви¬тия пожара:
I степень огнестойкости (tразв > 2 ч) - основные сооружения из негорючих материалов повышенной сопротивляемости [6];
Затем устанавливается категория пожарной опасности (ПО) объекта исходя из характера технологического процесса и типа промышленного производства.
Кроме того, учитывается, что в зданиях I степени огнестой¬кости пожар возникает от повреждения газовых и электрических сетей при взрывах с избыточным давлением РФ = 30...50 кПа [6].
Категории объектов по пожарной опасности (ПО):
Д - предприятия по холодной обработке металла, корпусные, механосборочные цехи [6].
Вероятность возникновения и распространения пожара для средних топографических и климатических условий определяется как функция Р =У(П) по графику [6 график 2.13]:
Вероятность Р, % определяется (по плотности застройки П%), или в зависимости от расстояния между зданиями R:
при R = 20м Р = 27% [6];
Исходя из вышеизложенного определим степень огнестойкости для используемых зданий - I степень. Категории объектов пожарной опасности (ПО) – Д. Расстояние между зданиями R=20м, так как при этом осуществляется максимальная экономия площадей и резко падает вероятность распространения пожара (Р=27%).

Литература

1 Антонюк В.Е. Конструктору станочных приспособлений. Справочное пособие. Мн. Беларусь, 1991г.
2 Афонькин М.Г., Магницкая М.В. Производство заготовок в машиностроении. Ленинград. Машиностроение, 1987г.
3 Балабанов А.Н. Краткий справочник технолога-машиностроителя. М. Издательство стандартов, 1992г.
4 Горбацевич А.Ф., Шкред В.А. Курсовое проектирование по технологии машиностроения. Мн. Высшая школа, 1983г.
5 Горохов В.А. Проектирование и расчет приспособлений. Мн. Высшая школа, 1983г.
6 Демиденко Г.П. Защита объектов народного хозяйствования. Киев. Высшая школа, 1987г.
7 Маталин А.А. Технология машиностроения. Ленинград. Машиностроение, 1985г.
8 Мельников Г.Н., Вороненко В.П. Проектирование механосборочных цехов, М. Машиностроение, 1990г.
9 Методические указания по выполнению курсового проекта по курсу “Технология машиностроения” для студентов специальности Т 03.01.00, Брест, 1996г.
10 Методические указания по расчету припусков расчетно-аналитическим методом. Брест, 2000г.
11 Методические указания по нормированию технологических процессов для выполнения курсового проекта по курсу “Технология машиностроения” для студентов специальности Т 03.01.00.
12 Обработка металлов резанием. Под ред. Панова . М. Машиностроение, 1985г.
13 Справочник технолога-машиностроителя Т1. Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. М. Машиностроение, 1985г.
14 Справочник технолога-машиностроителя Т2. Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. М. Машиностроение, 1985г.
15 Расчет экономической эффективности новой техники. Под ред. К.М. Великанова. Ленинград. Машиностроение, 1986г.
16 Режущий инструмент. Курсовое и дипломное проектирование. Под ред. Е.Э. Фельдштейна. 2002г.
17 Проектирование технологических процессов в машиностроении. Под ред. Филонова И.П.- Мн.,2003г.

 




Комментарий:

Дипломная работа полная!


Рекомендовать другу
50/50         Партнёрка
Отзывы