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 > тех. маш.
Название:
Совершенствование технологического процесса изготовления шатуна в сборе с крышкой двигателя внутреннего сгорания автомобиля ЗИЛ 4314

Тип: Дипломные работы
Категория: Тех. дипломные работы
Подкатегория: тех. маш.

Цена:
12 руб



Подробное описание:

СОДЕРЖАНИЕ
Аннотация…………………………………………………………………………………7
Введение…………………………………………………………………………………..8
1. Технологическая часть………………………………………………………………...11
1.1. Условия эксплуатации шатуна в сборе с крышкой двигателя внутреннего сгорания автомобиля ЗиЛ 4314……………………………................................................11
1.2. Анализ технических условий на изготовление детали…………………………11
1.3. Определение типа и организационной формы производства……………….....14
1.4. Анализ технологичности конструкции детали………………………………….15
1.5. Обоснование и выбор метода получения заготовки………………………….....16
1.6. Анализ схем базирования и закрепления детали………………………..............18
1.7. Анализ базового технологического маршрута обработки детали………………20
1.8. Обоснование и выбор методов обработки, оборудования и инструмента……..21
1.9. Расчёт межоперационных припусков и размеров на обработку детали……......23
1.10. Расчёт режимов резания……………………………………………………….....24
1.11. Расчёт технической нормы времени………………………………………….....27
2. Конструкторская часть……………………………………………………………….....30
2.1. Устройство и описание зажимного приспособления на операции протягивания боковых поверхностей крышки шатуна.……………....................................................31
2.2. Устройство и описание приспособления для контроля шатуна…………….......33
2.3. Специальный вопрос………………………………………………………………34
2.3.1. Анализ применяемости инструментальных материалов………..................34
2.3.2. Определение производительности съема металла при лезвийной обра-ботке……………………………………………………………………………….....35
2.3.3. Методы и способы обработки поверхностей протягиванием…….............38
2.3.4. Описание конструкции и работы сборных протяжек с круглыми твердосплавными пластинами……………………………………………………………...41
3. Проектирование участка………………………………………………………………..46
3.1. Расчёт количества основного технологического оборудования………………..46
3.2. Выбор межоперационного транспорта…………………………………………...49
3.3. Выбор средств механизации сбора и транспортировки металлической
стружки……………………………………………………………………………….....50
3.4. Расчёт потребной площади участка………………………………………………51
4. Организационно-экономическая часть………………………………………………...52
4.1. Организация технологической подготовки производства шатуна
автомобиля мод. ЗиЛ 4314……………………………………………………………..55
4.1.1. Сетевой метод планирования………………………………………………...55
4.1.2. Перечень работ и событий технологической подготовки
производства…………………………………………………………………………59
4.1.3. Построение сетевого графика………………………………………………..62
4.1.4. Расчёт основных параметров сетевого графика………………………….....63
4.1.5. Составление сметы затрат на технологическую подготовку
производства………………………………………………………………………...68
4.2. Расчёт основных технико-экономических показателей производства
шатуна автомобиля мод. ЗиЛ 4314…………………………………………………....72
4.2.1. Расчёт капитальных вложений……………………………………………...73
4.2.2. Расчёт себестоимости годового выпуска деталей………………………….75
4.2.3. Расчёт годового экономического эффекта……………………………….....78
4.2.4. Показатели эффективности вариантов технологии………………………..79

 

5. Безопасность жизнедеятельности……………………………………………………...81
5.1. Анализ опасных и вредных производственных факторов……………………....82
5.1.1. Психофизиологические факторы………………………………………….....82
5.1.2. Химические факторы………………………………………………………....82
5.1.3. Биологические факторы……………………………………………………....83
5.1.4. Физические факторы……………………………………………………….....83
5.2. Предлагаемые мероприятия по улучшению условий труда и выполнению
требований производственной санитарии и техники безопасности………………...88
5.2.1. Требования техники безопасности к оборудованию и технологическим
процессам…………………………………………………………………….............89
5.2.2. Мероприятия по обеспечению требуемого состояния пожарной
безопасности………………………………………………………………………....91
5.2.3. Актуальные проблемы по охране окружающей среды………………….....92
5.2.4. Расчёт и исследование производственного шума…………………………..94
Выводы……………………………………………………………………………………..100
Литература………………………………………………………………………………....101
Приложения:
Технология изготовления крышки шатуна, шатуна. Технология обработки шатуна в сборе с крышкой…………………………………….........................................
спецификации:
- шатун с крышкой в сборе……………………………………………………………...
- сборная круглая протяжка 65,5 с твердосплавными пластинами………………..
- зажимное приспособление на операции протягивания боковых поверхностей крышки шатуна……………………………………………………………….............
- приспособление для контроля шатуна………………………………………………..

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Аннотация
Данный дипломный проект выполнен по теме: “Совершенствование технологического процесса изготовления шатуна в сборе с крышкой двигателя внутреннего сгорания автомобиля ЗИЛ 4314, за счёт повышения эффективности на операции протягивания торцевых поверхностей и полуокружностей”.
Дипломный проект состоит из графической части на 14 листах А1 и расчетно-пояснительной записки на 151 стр. В графической части даны:
чертежи шатуна и крышки, а также поковки шатуна и крышки, сборочный узел, схема технологического процесса обработки шатуна, технологические наладки на протягивание полуотверстия и торцев крышки шатуна, фрезерование паза и сверление отверстий под болты, планировка участка, чертежи зажимного и контрольного приспособлений, графики исследований процесса протягивания, схема установки звукопоглощающей облицовки, чертеж к организационно-экономической части. В проекте подробно разработан чертеж протяжки 65,5 с твердосплавными круглыми пластинами.
Пояснительная записка состоит из технологической, конструкторской частей, кроме того, имеется часть по проектированию участка, организационно-экономическая часть и рассмотрены вопросы по улучшению условий труда и выполнению требований производственной санитарии и техники безопасности.
В специальном вопросе выполнен анализ применяемости инструментальных материалов, приведена диаграмма производительности съема металла при лезвийной обработке, рассмотрены схемы способов протягивания. Также была разработана сборная протяжка с твердосплавными пластинами взамен протяжки из БРС, что позволило повысить стойкость инструмента и получить экономический эффект 204653,11 рублей.

 


ВВЕДЕНИЕ

Совокупность методов и приемов изготовления машин, выработан¬ных в течение длительного времени и используемых в определенной области производства, составляет технологию этой области. В связи с этим возникли понятия: технология литья, технология обработки давлением, технология сварки, технология механической обработки, технология сборки машин. Все эти области производства относятся к технологии машиностроения, охватывающей все этапы процесса изготовления машиностроительной продукции.
Однако под «технологией машиностроения» принято понимать научную дисциплину, изучающую преимущественно процессы меха¬нической обработки деталей и сборки машин и попутно затрагиваю¬щую вопросы выбора заготовок и методы их изготовления. Это объяс¬няется тем, что в машиностроении заданные формы деталей с требуе¬мой точностью и качеством их поверхностей достигаются в основном путем механической обработки, так как другие способы обработки не всегда могут обеспечить выполнение этих технических требований. В процессе механической обработки деталей машин возникает наи¬большее число проблемных вопросов, связанных с необходимостью выполнения технических требований, поставленных конструкторами перед производством. Процесс механической обработки связан с эк¬сплуатацией сложного оборудования — металлорежущих станков; трудоемкость и себестоимость механической обработки больше, чем на других этапах процесса изготовления машин.
Эти обстоятельства объясняют развитие «технологии машинострое¬ния» как научной дисциплины в первую очередь в направлении изу¬чения вопросов технологии механической обработки и сборки, в наи¬большей мере влияющих на производительную деятельность предприя¬тия.
Сложность процесса и физической природы явлений, связанных с механической обработкой, вызвала трудность изучения всего комплек¬са вопросов в пределах одной технологической дисциплины и обусло¬вила образование нескольких таких дисциплин. Так, явления, про¬исходящие при снятии слоев металла режущим и абразивным инстру¬ментом, изучаются в дисциплине «Учение о резании металлов»; изу¬чение конструкций режущих инструментов и материалов для их из¬готовления относится к дисциплине «Режущие инструменты».
Эти специализированные технологические дисциплины сформи¬ровались раньше, чем комплексная дисциплина «Технология машино¬строения».
В «Технологии машиностроения» комплексно изучаются вопросы взаимодействия станка, приспособления, режущего инструмента и обрабатываемой детали; пути построения наиболее рациональных, т. е. наиболее производительных и экономичных, технологических про¬цессов обработки деталей машин, включая выбор оборудования и тех¬нологической оснастки; методы рационального построения техноло¬гических процессов сборки машин.
Таким образом, научная дисциплина «Технология машиностроения» изучает основы и методы производства машин, являющиеся общими для различных отраслей машиностроения.
Вопросы же, характерные для технологии производства специа-лизированных отраслей, изучаются в специальных руководствах, таких, например, как «Технология автотракторостроения», «Техно¬логия двигателестроения», «Технология станкостроения» и т. д.
Учение о технологии машиностроения в своем развитии прошло в течение немногих лет путь от простой систематизации производ¬ственного опыта механической обработки деталей и сборки машин до создания научно обоснованных положений, разработанных на базе теоретических исследований, научно проведенных экспериментов и обобщения передового опыта машиностроительных заводов.
Технология машиностроения как научная дисциплина создана со-ветскими учеными. Начало формирования этой дисциплины относит¬ся к тридцатым годам нашего столетия. Развитие технологии механи¬ческой обработки и сборки и ее направленность обусловливаются стоящими перед машиностроительной промышленностью задачами совершенствования технологических процессов, изыскания и изучения новых методов производства, дальнейшего развития и внедрения ком¬плексной механизации и автоматизации производственных процессов на базе достижений науки и техники, обеспечивающих наиболее вы¬сокую производительность труда при надлежащем качестве и наимень¬шей себестоимости выпускаемой продукции.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1.1. Условия эксплуатации шатуна в сборе с крышкой двигателя внутреннего сгорания автомобиля ЗиЛ 4314
Шатуны являются передаточными звеньями шатунно-кривошипных механизмов различных машин, в основном поршневых двигателей внутреннего сгорания. Кривошипно-шатунный механизм участвует в совершении рабочего цикла двигателя и преобразует возвратно-поступательное движение поршня, воспринимающего силу давления расширяющихся газов, во вращательное движение коленчатого вала. Также шатун служит для передачи усилия поршня на шатунную шейку коленчатого вала. Он состоит из следующих деталей: цилиндра, поршня с поршневыми кольцами, поршневого пальца, шатуна с подшипником и коленчатого вала с подшипником и маховиком.
Детали кривошипно-шатунного механизма воспринимают большое давление газов, возникающих при сгорании топлива в камере сгорания (70-80 кН), работают в условиях высоких температур и при большой частоте вращения коленчатого вала, в ряде случаев превышающей 2000 об/мин. Чтобы детали двигателя могли длительное время работать в таких тяжёлых условиях, их изготавливают из прочных металлов и их сплавов, а детали из чёрных металлов (стали и чугуна), кроме того, подвергают специальной термической обработке.
В процессе работы двигателя шатуны подвергаются интенсивным знакопеременным нагрузкам от газовых и инерционных сил и имеют повышенные до 100…120 °С рабочие температуры. Материал и конструкция шатуна должны обеспечивать высокую его усталостную прочность и жёсткость при минимальной конструктивной массе.

1.2. Анализ технических условий на изготовление детали
Шатун двигателя, соединяющий поршень с коленчатым валом, штампуют из стали. Он состоит из верхней и нижней головок и стержня. Верхняя, неразъёмная головка служит для соединения с поршнем, в неё входит поршневой палец. Для уменьшения трения пальца о шатун в верхнюю головку запрессована бронзовая втулка. Нижняя, разъёмная головка шатуна охватывает шейку коленчатого вала. С целью уменьшения трения шатуна о шейку в нижнюю головку устанавливают вкладыши – стальные пластины, рабочая поверхность которых, прилегающая к шейке вала, покрыта тонким слоем свинцовистой бронзы или специальным алюминиевым сплавом. Нижняя головка шатуна и её крышка соединяются шатунными болтами, гайки которых после затяжки шплинтуют.
Шатун совершает сложное движение: верхняя его головка движется прямолинейно вместе с поршнем, а нижняя вращается вместе с шатунной шейкой коленчатого вала. Стержень шатуна работает на продольный изгиб, поэтому его форма в значительной мере определяет жёсткость шатуна. Учитывая требование снижения массы наиболее рациональным является двутавровое сечение стержня. Деформации стержня шатуна в плоскости его сечения и перпендикулярной к ней различны вследствие неодинакового закрепления концов шатуна. Площадь сечения стержня в направлении большой головки увеличивается, что обеспечивает плавный переход и приводит к снижению концентрации напряжений.
К верхней и нижней головкам шатуна подводится масло: к нижней головке – через канал в коленчатом вале, а к верхней – через прорезь. Из нижней головки масло через отверстие выбрызгивается на стенки цилиндров. Технические условия изготовления шатунов подчиняются ГОСТ 845-73. Настоящий стандарт распространяется на стальные шатуны (в сборе) автомобильных дизельных и карбюраторных двигателей. Шатуны и их крышки имеют твёрдость 217…285 НВ.
К точности изготовления элементов шатунов предъявляются сле-дующие требования: 1) отверстия во втулках поршневых головок должны быть обра¬ботаны по 1-му классу точности, шероховатость поверхности должна соответствовать 8—10-му классам; 2) отверстия в кривошипных головках необходимо обрабатывать с точностью выше 1-го класса, шероховатость поверхности — по 8—9-му классам. Конусность и овальность отверстий не должны превышать 0,003—0,005 мм; 3) ось отверстия втулки, запрессованной в поршневую головку, должна лежать в одной плоскости с осью отверстия кривошипной головки, отклонение не должно превышать 0,04—0,05 мм на длине 100 мм. Непараллельность оси отверстия втулки, запрессованной в поршневую головку, с осью отверстия кривошипной головки не должна превы¬шать 0,02—0,04 мм на длине 100 мм; 4) биение торцов кривошипной головки относительно оси отверстия под вкладыши не должно пре¬вышать 0,1 мм на длине 100 мм; 5) отверстия под шатунные болты должны быть обработаны по 3—За классу точности; 6) по массе боль¬шой и малой головок шатуны сортируют на 4 группы.
Ось отверстия поршневой головки шатуна лежит в одной плоскости с осью отверстия под вкладыши в кривошипной головке шатуна. Отклонение не должно превышать 0,04 мм на длине 100 мм.
Отклонения от цилиндричности по ГОСТ 301-73 отверстия втулки запрессованной в поршневую головку шатуна после окончательной обработки не должны превышать 0,005 мм. Отклонения от цилиндричности отверстия под вкладыши не должны превышать 0,006 мм. Каждый должен быть принят отделом технического контроля предприятия-изготовителя.
Для получения конструктивно предусмотренной уравновешенности двигателя кривошипная и поршневая головки шатунов должны иметь масс в заданных пределах и центры тяжести их должны быть расположены по заданным координатам.
При повышении массы шатуна на одной или на обеих головках с бобышек удаляют часть металла. У поршневой головки бобышка расположена вдоль оси шатуна, а у кривошипной головки – на боковой поверхности. Допускаемое колебание массы каждой головки не должно превышать 5…10 г.
На многих заводах применяют следующий технологический про¬цесс изготовления поковок шатунов: нагретую заготовку в загото¬вительных ручьях молотового штампа предварительно обжимают. Затем для получения окончательной формы заготовку штампуют в первом формообразующем и втором окончательном ручьях. После обрезания облоя заготовку подогревают и калибруют в калибровочном штампе на другом молоте или прессе.
После обрезания заусенцев производится холодная правка заготовки.
Для обеспечения технических условий на отдельные параметры шатунов все операции, при которых получают окончательные раз¬меры, выполняют после сборки шатунов и крышки; таким образом, эти детали не взаимозаменяемы.
Механическая обработка заготовок шатунов на всех заводах на¬чинается с обработки торцов.
Выбор схемы технологического процесса обработки отверстий в головках зависит от конструкции шатуна.

1.3. Определение типа и организационной формы производства
В зависимости от размера производственной программы, характера продукции, а также технических и экологических условий осуществления производственного процесса все разнообразные производства условно делятся на 3 основных вида производства: единичное, серийное, массовое.
Вид производства и соответствующие ему формы организации работы определяют характер технологического процесса и его построения. Поэтому, прежде чем приступать к проектированию технологического процесса механической обработки деталей, необходимо, исходя из заданной производственной программы и характера, подлежащих обработки деталей, установить вид производства.
Учитывая масштаб производственной программы выпуска шатуна (200000 штук), принимаем массовый вид производства.
Массовое производство – одно из прогрессивных форм организации производства на специальных предприятиях, выпускающих однотипную продукцию ограниченной номенклатуры. Она характеризуется применением специального оборудования и автоматических машин, непрерывного производственного процесса и создает наиболее благоприятные условия для применения точечных методов работы и автоматизированного процесса изготовления продукции.

Фонды времени:
а) номинальный фонд времени работы оборудования:
Fном ,
где D – количество рабочих дней;
S – продолжительность смены;
g – количество смен.
Fном = час
Fном = Fд (действительный фонд времени)
б) такт выпуска деталей:

где Вгод – годовая программа выпуска, в штуках

Уточнение типа производства проводим по коэффициенту закрепления операций:
,
где По – число всех операций выполняемых на участке в течение месяца,
С – число рабочих мест на участке.
Производство является массовым, т.к. Кзо = 1.

1.4. Анализ технологичности конструкции детали
Совокупность свойств изделия, определяющих приспособленность его конструкции к достижению оптимальных затрат ресурсов при производстве и эксплуатации для заданных показателей качества, объема выпуска и условий выполнения работ, представляет собой технологичность конструкции изделия.
Технологичность конструкции изделия выражает не функциональные свойства изделия, а его конструктивные особенности: состав и взаимное расположение его узлов; форму и расположение поверхностей деталей и соединений; их состояние, размеры, материалы и т.д. В свою очередь конструктивное исполнение изделия во многом определяет такие его свойства, как функциональность (способность изделия реализовывать основную функцию для достижения заданного технического эффекта), надежность, экономичность, безопасность, экологичность.
Благодаря двутавровому сечению стержня шатун является достаточно жёстким и устойчивым, что позволяет при обработке применять многоинструментальные наладки и форсированные режимы резания. К основным элементам конструкции, улучшающим её технологичность, относятся значительные по площади необрабатываемые поверхности. Форма этих поверхностей удобна для горячей штамповки – они имеют уклоны и плавные переходы. Шатун изготавливают из стали 40Р методом горячей объёмной штамповки на кривошипных прессах. Этот метод в 2-3 раза производительнее, припуски на 20-35% ниже по сравнению со штамповкой на молотах, расход металла на поковки снижается на 10-15%. Заданная конструкция на всех технологических операциях обеспечивает нормальный подвод и отвод режущего инструмента. Обработка производится стандартизированным инструментом.
На основании всего выше перечисленного можно сделать вывод, что конструкция шатуна технологична.

1.5. Обоснование и выбор метода получения заготовки
В качестве материалов для шатунов применяют конструкционные среднеуглеродистые стали 40, 45 и др. с НВ 210…255. Исходя из расчётов в данном производстве шатун может быть изготовлен из стали 40Р или 40Х с добавлением хрома. Данная сталь (40Х) обладает высокой ударной нагрузкой, стойкостью к температуре. Режимы термообработки стали:
закалка 860°С, отпуск 600°С.
Химический состав:
С – 0,36-0,44%, Si – 0,17-0,37%, Mn – 0,50-0,80%, Cr – 0,80-1,10%,
S и P ≤ 0,035%, Ni ≤ 0,30%, Cu ≤ 0,30%, N ≤ 0,008%.
Физико-механические свойства:
σт = 785 МПа – предел текучести, σв = 980 МПа – предел прочности при растяжении, ψ = 45% - относительное сужение после разрыва, ρ = 7,85 г/см – плотность.
Заготовка – это предмет производства, из которого изменением формы и размеров, свойств материала и шероховатости поверхности изготавливают деталь.
Выбрать заготовку – это значит, определить ее рациональный вид, определяющий конфигурацию заготовки, напуски, уклоны, толщину стенок, размеры отверстий, припуски на обработку, размеры заготовки, допуски на точность их выполнения, назначить технические условия на выполнение заготовки и выбрать оборудование.
В условиях массового производства заготовки шатунов автомобильных двигателей ЗИЛ 4314 получают в открытых штампах на молотах и кривошипных прессах. Штампованные заготовки шатунов и крышек калибруют и чеканят. Калибрование повышает точность формы и размеров заготовок по всему профилю и постоянство их масс. В результате повышается точность установки заготовок и снижается припуск на их механическую обработку, что способствует сокращению трудоёмкости обработки и облегчает получение требуемого качества деталей. Чеканка торцов заготовок позволяет получить расстояние между торцами с отклонением ± (0,08…0,20) мм, следовательно будет возможна большая точность установки заготовок, малые значения припусков, позволяющие сразу производить шлифование. Механической обработке заготовок шатунов и крышек предшествует термическая обработка для получения требуемой твёрдости. Штамповка поковок деталей машин, инструмента и других металлоизделий является древнейшим процессом металлообработки, но и в наше время этот процесс достаточно распространен из-за его высокой производительности, экономичности и качества продукции. Экономическое расходование металла при изготовление поковок заложено в самой идеи пластического формоизменения при обработке давлением, которая состоит в преобразование заготовки простой формы в поковку более сложной формы того же объема. Горячая штамповка является развитием ковки, в которой уже имелись отдельные признаки штамповки при применении фигурных обжимок, при штамповке в подкладных штампах отдельных частей поковки и, наконец, при штамповке в подкладных штампах целых поковок. Применение горячей штам-повки обеспечивается рядом преимуществ, выгодно отличающих ее от других способов получения заготовок для машиностроительных деталей, а именно, от ковки и литья:
1. Более высокая производительность по сравнению с ковкой.
2. Возможность получения без напусков поковок более сложной конфигурации, чем при ковке.
3. Поковки имеют значительно меньшие допуски, чем при ковке. Поковки, получаемые штамповкой, подвергают обработке резанием лишь по поверхностям сопряжения со смежными деталями. Осталь¬ные поверхности имеют достаточную чистоту.
4. Экономия металла по сравнению с ковкой и литьем.
5. Поковки обладают более высокими и стабильными механичес¬кими свойствами материала, чем отливки.
Расчет коэффициента использования материала:

1.6. Анализ схем базирования и закрепления детали
Базирование – придание заготовке или изделию требуемого положения относительно выбранной системы координат. База – поверхность или выполняющее ту же функцию сочетание поверхностей, ось, точка, принадлежащая заготовке или изделию и используемая для базирования. Схема базирования – схема расположения опорных точек на базах. Закрепление – приложение сил и пар сил к заготовке или изделию для обеспечения постоянства их положения, достигнутого при базировании. Установка – базирование и закрепление заготовки или изделия.
Погрешность установки зависит от не совмещения измерительной и технологических баз и равна разности предельных расстояний от измерительной базы обрабатываемой заготовки до технологической базы.
Выбирать технологические базы необходимо с учетом принципа последовательности баз. В качестве технологической базы следует принимать элементы и поверхности обработанной детали, относительно которых наиболее строго задано положение большинства других элементов и поверхностей. Так же при выборе технологических баз нужно обеспечивать хорошую устойчивость заготовки на опорах станочного приспособления.
Для полной ориентации заготовка должна быть лишена всех шести степеней свободы, для частичной ориентации - трех, четырех или пяти, в данном случае заготовка должна быть лишена шести степеней свободы. Так же число основных опор приспособления должно быть равно числу тех степеней свободы, которых нужно лишить заготовку.
Для повышения точности и надежности ориентировки заготовки и детали в качестве установочной базы принимают поверхность с наибольшими размерами, позволяющую расположить три опорные точки, лежащие не на одной прямой, а на значительном расстоянии друг от друга; в качестве направляющей базы с той же целью принимают самую длинную поверхность. Для опорной базы может быть использована поверхность любых (даже самых малых) размеров при условии достаточно хорошего ее состояния и постоянства формы (отсутствие заусенцев, литейных швов, линий разъемов штампов и т.п.).
Технологическая база – это база, используемая для определения положения заготовки или изделия в процессе изготовления или ремонта.
Конструкторская база – это база, используемая для определения положения деталей или сборочной единицы в изделии.
Измерительной базой называется база, используемая для определения относительного положения заготовки или изделия и средств измерения.
На операциях механической обработки шатуна используется следующая схема базирования:

Заготовка устанавливается на плоскость, для того чтобы лишить заготовку вращения вокруг оси ОZ, её фиксируют по торцам площадок под болты. Таким образом, заготовка лишается шести степеней свободы. Погрешность базирования в этом случае будет зависеть от поверхности, которая обрабатывается. В частности при обработке отверстия большой головки шатуна погрешность базирования будет равна:
Еб = δ + s
где δ – допуск на размер диаметра отверстия,
s – максимальный зазор принятой посадки детали на палец.

1.7. Анализ базового технологического маршрута обработки детали
Шатун изготавливается в моторном корпусе ЗИЛа. Технологический процесс обработки шатуна из следующих операций:
1. Плоскошлифовальная. Плоскошлифовальный 5-ти шпиндельный мод. Ра-5 фирмы “Джустина”.
2. Протяжная. Вертикально протяжной мод. МП-7А783.
3. Агрегатная. Агрегатный сверлильный мод. 5А-897.
4. Протяжная. Вертикально протяжной мод. МП-7А783.
5. Протяжная. Вертикально протяжной мод. 767 10ДН95.
6. Агрегатная. Агрегатный вертикально-сверлильный мод. 5А-898.
7. Агрегатная. Агрегатный сверлильный мод. 2ХА-1406.
8. Фрезерная. Специальный, вертикально фрезерный мод. 5А-899.
9. Плоскошлифовальная. Плоскошлифовальный мод. 3772.
10. Промывка. Моечная машина конвейерного типа.
11. Операционный контроль. Верстак ОТК.
Анализируя действующий технологический процесс изготовления детали, отметим, что в основном применяется перспективное технологическое оборудование, оснащенное специальной оснасткой. Для обеспечения повышенных режимов резания применяются прогрессивные металлорежущие инструменты.
Анализ базового технологического процесса показал, что для снижения трудоемкости и повышения производительности обработки целесообразно использовать прогрессивное оборудование: агрегатные и специальные станки. Данные изменения обеспечат освобождение производственных площадей, рабочей силы, в результате чего снизится стоимость изготовления детали.

1.8. Обоснование и выбор методов обработки,
оборудования и инструмента
При выборе последовательности обработки руководствуемся следующим соображением:
- выполняем операции с наибольшим удалением стружки, т. к. в этом случае легче обнаружить дефекты заготовки, происходит наибольшее перераспределение внутреннего напряжения у деталей, действуют наибольшие силы резания;
- предусматриваем выполнение черновых операций отдельно от чистовых;
- операции, при которых можно ожидать повышенного брака, относим к началу процесса обработки, чтобы не загружать оборудование и рабочих, занятых на обработке;
- отделочные операции относим к концу технологического процесса с тем, чтобы уменьшить возможность повреждения окончательно обработанных поверхностей.
При выборе последовательности переходов для многопозиционных станков руководствуемся следующими соображениями:
- один размер при обработке отверстий должен возрастать к требуемому диаметру;
- один размер при обработке наружной поверхности должен понижаться к требуемому размеру;
- если на одной позиции деталь обрабатывается несколькими инструментами (несколько поверхностей), инструмент не должен пересекаться при обработке;
- при обработке на одном станке, деталь должна быть закреплена один раз на все время обработки;
- не допускать обработку чистовую перед черновой.
Выбор оборудования, прежде всего, определен выполнением технических условий и требований, предъявляемых к обрабатываемой детали, а также необходимо знать следующие положения:
метод обработки; точность и производительность оборудования; мощность двигателей станка; стоимость оборудования; наличие в цехе или на рынке данного оборудования; тип производства.
При выборе режущего инструмента необходимо знать следующие положения:
метод обработки; точность и производительность оборудования; стоимость; наличие в цехе или на рынке данного инструмента; стойкость и ремонтопригодность инструмента; шероховатость обрабатываемой поверхности.
В технологическом процессе механической обработки присутствуют черновые, чистовые и финишные операции. Первой операцией технологического процесса является плоскошлифовальная, на которой обрабатываются боковые поверхности шатуна. Операция осуществляется на плоскошлифовальном станке мод. Ра-5 фирмы «Джустина», в качестве инструмента используются шлифовальный круг. После этой операции следует протяжная, в качестве инструмента используются протяжки как плоские, так и круглая с твердосплавными пластинами. Транспортировка деталей между операциями производится с помощью подвесного конвейера.
На следующей операции (агрегатная) сверлят отверстие в поршневой головке шатуна и зенкеруют отверстие под поршневой палец. Далее происходит развертывание отверстия поршневой головки шатуна. Инструментами являются: сверло, зенкер, развертка. Далее опять производятся протяжные операции, на которых протягиваются плоскости стыка и фаски. Обработка производится на вертикально-протяжном станке. Используется инструмент: протяжка. Следующими операциями являются сверлильные. Сверлят отверстия под болты в кривошипной головке шатуна, обработка ведётся на агрегатном вертикально-сверлильном станке модели 5А-898. Также сверлят отверстия для смазки. Далее фрезеруют паз под вкладыш. Операция производится на специальном вертикально фрезерном станке.
Следующей операцией является плоскошлифовальная, на которой шлифуют плоскость стыка. Инструментом является шлифовальный круг.
Последующей операцией идет промывка шатуна.
Заключительной операцией технологического процесса является операция приёмочного контроля.

1.9. Расчет межоперационных припусков и размеров
на обработку детали
Припуск на обработку – слой металла, удаляемый с поверхности заготовки в процессе обработки для обеспечения заданного качества детали.
Общий припуск – слой материала, необходимый для выполнения всей
совокупности технологических переходов, то есть всего техпроцесса
обработки данной поверхности от заготовки до готового изделия.
Величина припуска рассчитывается по формуле (при последовательной обработке противолежащих поверхностей):
Zmin = (Rzi-1 + hi-1 + ∑i-1 + i),
где Rzi-1 – высота микронеровностей профиля на предшествующем переходе, мкм;
hi-1 – глубина дефектного слоя на предшествующем переходе, мкм;
∑i-1 – суммарные отклонения расположения поверхности, мкм;
i – погрешность установки заготовки на выполняемом переходе, мкм.
Рассчитаем припуск на обработку торцов малой головки шатуна. Определяем, что для достижения данной шероховатости и в соответствии с точностью размеров по чертежу, обработку указанной поверхности стоит вести в следующей последовательности:
1. Минимальный припуск на черновую шлифовку торцов:
= 40 мкм;
hi-1 = 0 мкм; (после закалки исключается)
∑i-1 = 70 мкм;
= 0, т.к. базой являются торцы.

2. Минимальный припуск на чистовую шлифовку торцов:
= 8 мкм;
hi-1 = 0 мкм; (после закалки исключается)
∑i-1 = 32 мкм;
= 0, т.к. базой являются торцы.

1.10. Расчёт режимов резания
Операция 005: Протяжная
Оборудование: вертикально-протяжной станок мод. МП-7А783
Инструмент: протяжки из быстрорежущей стали Р6М5 и протяжка с твердосплавными пластинами Т5К10 65,5
Назначаем режимы резания по справочнику [9].
Скорость резания V=12 м/мин.
Расчёт длины рабочего хода Lр.х. в мм:
Lр.х.1 = Lрез. + l2 + Lп = 568 + 30 + 40 = 638 мм,
Lр.х.2 = Lрез. + l2 + Lп = 464 + 30 + 40 = 534 мм,
Lр.х.3 = Lрез. + l2 + Lп = 600 + 30 + 40 = 670 мм,
Рассчитываем То в минутах:

мин.
мин.
мин.
Определяем силу резания Рz:

F = 475 Н/мм

Zc = 1, Zmax = 2
мм
кН
Определяем необходимую мощность электродвигателя:

кВт

Операция 030: агрегатно-сверлильная.
Оборудование: агрегатный вертикально-сверлильный станок мод. 5А-898.
Инструмент: комбинированное сверло 14, сверло 9.7 и
зенкер 11,75 из быстрорежущей стали Р6М5.
Назначаем режимы резания по справочнику [9].
Расчёт длины рабочего хода Lр.х. в мм:
1. Lр.х. = Lрез. + Lп + Lд = 17 + 2 + 1 = 20 мм,
2. Lр.х. = Lрез. + Lп + Lд = 18 мм
3. Lр.х. = Lрез. + Lп + Lд = 22 мм
Определение стойкости инструмента по нормативам Тр в минутах резания: Тр = 51 мин.
Назначение подачи Sо, мм/об: для комбинированного сверла Ø14 мм = 0,14;
для сверла Ø9,7 мм = 0,2, для зенкера Ø11,75=0,35.
Определение рекомендуемой нормативами скорости резания:
1.V = 17∙1∙1∙1 = 17 м/мин.
2.V = 16∙1∙1∙1 = 16 м/мин.
3.V = 22∙1∙1∙1,1 = 24,5 м/мин.
Расчёт числа оборотов шпинделя, соответствующего рекомендуемой скорости резания, и уточнение его по паспорту станка:
n = 1000V/(πD)
1.n = 387 об/мин
2.n = 525 об/мин
3.n = 664 об/мин
Расчёт минутной подачи: Sм = Sо*n
1. Sм = 54,14 мм/мин
2. Sм = 105 мм/мин
3. Sм = 232,4 мм/мин
Расчёт основного машинного времени обработки tм в мин на комплект (комплект включает все детали, установленные на столе станка):

1.То=0,39 мин
2.То=0,17 мин, 3.То=0,09 мин
Находим мощность затрачиваемую на резание.
Nтаб =1,2 кВт. Учтем поправочный коэффициент КvN=1
1.N рез. = Nтаб*КvN = 1,2*1= 1,2 кВт.
2.N рез. = Nтаб*КvN = 1,13кВт.
2.N рез. = Nтаб*КvN *(v/100)= 0,5 кВт.

Операция 040: фрезерная
Оборудование: специальный вертикально-фрезерный станок модели 5А-899
Инструмент: фреза
Назначаем режимы резания по справочнику [9].
Расчёт длины рабочего хода Lр.х. в мм:
Lр.х. = Lрез. + Lп = 14 + 2 = 16 мм,
Выбор величины припуска t= 1,8 мм
Sо = Sz∙Z = 0,1∙40 = 4 мм/об
Определение стойкости инструмента по нормативам Тр в минутах резания:
Тр=9,12 мин.
Определение рекомендуемой нормативами скорости резания:
V = 31 м/мин.
Расчёт числа оборотов шпинделя, соответствующего рекомендуемой скорости резания, и уточнение его по паспорту станка:
n = 1000V/(πD) =197 = 200 об/мин
Расчёт минутной подачи: Sм = Sо*n
Sм = 800 мм/мин
Расчёт основного машинного времени обработки tм в мин на комплект (комплект включает все детали, установленные на столе станка):

То=0,02 мин

1.11. Расчет технической нормы времени
Технически обоснованной нормой времени называют регламентированное время выполнения технологической операции в определенных организационно-технических условиях, наиболее благоприятных для данного производства. Технически обоснованную норму времени устанавливают на каждую операцию. Для неавтоматизированного производства штучное время (отношение времени выполнения технологической операции к числу изделий, одновременно изготовленных на одном рабочем месте) определяется, как :
tшт.=to+tвсп.+tто+too+tп
где tо - основное ( технологическое ) время,
tв - вспомогательное время,
tорг.обсл - время организационного обслуживания,
tт.о - время технического обслуживания.
tп. - время перерывов
Основное время учитывает изменение состояния продукта производства в процессе обработки. При обработке на станках основное время определяют расчетом для каждого технологического перехода :

где L- длина рабочего хода, мм
So- подача, мм/об
n – частота вращения, мин-1
i – число рабочих ходов в данном переходе
Время действий, сопровождающих выполнение основной работы, относится к вспомогательному. Оно включает время на установку, закрепление и снятие заготовки, подвод и отвод рабочего инструмента, а также измерение обрабатываемой заготовки.

Сумму основного и вспомогательного времени называют оперативным временем: tосн.+tвсп.= tоп.

Время технического обслуживания затрачивается на смену затупившегося инструмента, подналадку оборудования, заправку и регулировку инструмента. Его величину берут в процентах ( до 6 %) от оперативного времени:

Время организационного обслуживания рабочего места учитывает затраты времени на подготовку рабочего места к началу работы, уборку рабочего места в конце смены, смазку и чистку станка и т.д. Определяется в процентах от оперативного времени по нормативам 0,6- 8 %:

Время перерывов в работе отводится на отдых и личные надобности рабочего, его берут по нормативам в процентном отношении к оперативному времени ( 2,5 % )

Результаты нормирования сведены в таблицу 1.1.
Таблица 1.1.

операции Наименование операции tшт. tосн tвсп tт.о tо.о tпер
005 Плоскошлифовальная
010 Протяжная
015 Агрегатная
020 Протяжная
025 Протяжная
030 Агрегатно-сверлильная
035 Агрегатно-сверлильная
040 Фрезерная
045 Плоскошлифовальная

2. КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ

Приспособлением называют вспомогательное устройство для выполнения операций механической обработки, сборки, испытания и контроля. Наибольшую группу (около 70%) составляют приспособления для механической обработки на станках. Применение станочных приспособлений устраняет разметку, повышает производительность труда и точность обработки, снижает себестоимость изделия, повышает безопасность работы и улучшает условия труда. В зависимости от целевого назначения различают станочные приспособления для установки и закрепления заготовок, а также для установки и закрепления инструментов; сборочные приспособления; приспособления для контроля и испытания деталей и узлов. По степени специализации приспособления подразделяются на универсальные, переналаживаемые и специальные.
Универсальные приспособления применяют в индивидуальном и мелкосерийном типах производства. Их изготавливают централизованно специализированными предприятиями: например, патроны для установки заготовок или инструментов, машинные тиски, поворотные столы и т.д. Иногда универсальные приспособления проектируют и изготавливают индивидуально для деталей определённого типа, но разных размеров. Переналаживаемые приспособления применяют в мелко- и среднесерийном типах производства. Специальные приспособления предназначены для выполнения одной технологической операции. Поэтому их целесообразно применять в условиях массового и крупносерийного производства.
К приспособлениям предъявляют ряд требований. Они должны обеспечивать необходимую точность; быть удобными, эффективными и безопасными в работе; обеспечивать необходимую жесткость; быть простыми и удобными при регулировке и ремонте; обеспечивать требуемое положение детали или инструментов относительно рабочих органов.

2.1. Устройство и описание зажимного приспособления на операции
протягивания боковых поверхностей крышки шатуна
Основное назначение зажимного устройства – обеспечить надёжный контакт заготовки с установочными элементами и предотвратить в процессе обработки смещение заготовки под действием сил. Основные требования, предъявляемые к зажимным устройствам:
1. простота, надежность, жесткость и износостойкость;
2. постоянная по величине сила закрепления и минимальное время закрепления-открепления заготовки;
3. отсутствие деформации заготовки и её смещения в процессе закрепления.
В дипломном проекте используется зажимное приспособление, которое представлено на листе графической части. Данное приспособление применяется для протягивания боковых поверхностей крышки шатуна.
На рис. 1 дана схема пневматического зажима с комбинированным усилителем, состоящего из однорычажного шарнирного механизма-усилителя 3 с роликом и двуплечего рычага 4. на левом вильчатом конце штока 2 на оси установлены ролик и нижний конец механизма-усилителя 3, последний верхним концом шарнирно связан с двуплечим рычагом 4.

Рис. 1
При подаче сжатого воздуха в бесштоковую полость пневмоцилидра поршень 1 со штоком 2 перемещается влево и через однорычажный шарнирный механизм-усилитель 3 поднимает правое плечо рычага 4, а левое плечо 4, опускаясь, зажимает деталь 5. Во время подачи сжатого воздуха в штоковую полость пневмоцилиндра поршень 1 со штоком 2 перемещается вправо, рычаг 4 поднимается и происходит разжим детали 5.
Сила зажима детали и осевая сила на штокецилиндра:

Здесь  - угол наклона рычага усилителя;
 - дополнительный угол к углу , учитывающий трение в шарнирах рычагов =arcsin f(d/D); f=0,1 – коэффициент трения;
d – диаметр оси ролика, мм;
D – наружный диаметр ролика, мм;
D1 – диаметр поршня пневмоцилиндра, мм
,
- коэффициент трения на опорной поверхности ролика;
l и l1 – длины плеч рычага, мм;
 - коэффициент, учитывающий трение в различных трущихся соединениях;
W – сила зажима обрабатываемой детали, Н (кгс);
W1 – сила действующая на оси рычага, Н (кгс);
Q – исходная сила на штоке пневмоцилиндра, Н (кгс)
1350 кгс

.

 


2.2. Устройство и описание приспособления для контроля шатуна
Контрольные приспособления служат для контроля качества выполнения соединения (момента затяжки, силы запрессовки), а также для контроля выходных геометрических параметров соединения (параллельности, перпендикулярности поверхностей), для проверки размеров, формы и взаимного расположения поверхностей деталей и узлов машин. Высокие требования точности обуславливают необходимость применения в контрольных приспособлениях измерительных приборов высокой чувствительности. Точность контрольного приспособления в значительной степени зависит от принятого метода измерения, степени совершенства конструкции приспособления и точности изготовления его элементов.
Для контроля заданных чертежом параметров, таких как непараллельность и пересечение (скрещивание) осей большой и малой головок шатуна, предлагаю использовать контрольный стенд, представленный на 9 листе графической работы. Для того чтобы показать как работает приспособление привожу инструкцию по эксплуатации:
1. Подготовка установки к работе.
1.1. К установке подать воздух давлением 0,4 МПа по манометру узла подготовки воздуха.
1.2. Отрегулировать стабилизаторы давления воздуха на давление 0,15 МПа по манометрам, расположенным на лицевой панели.
1.3. Сопрягаемые поверхности эталонов установочных, пневмокалибров и проверяемых изделий должны быть чистыми.
1.4. Стрелки преобразователей пневмоэлектроконтактных должны совпадать с “0” шкал с точностью 2-х делений.
1.5. Проверка настройки преобразователей.
1.5.1. Поместить на столик приспособления эталон.
1.5.2. Опустить столик приспособления.
1.5.3. Стрелка преобразователя должна совпадать с крайними (левой, правой) красными точками, с точностью 2-х делений.
1.5.4. Снять с приспособления эталон.
2. Работа на установке.
2.1. Поместить на столик приспособления изделие, расположив его технологической бобышкой вниз.
2.2. Опустить столик приспособления и произвести измерения.
2.3. Изделие считается годным, если оно свободно садится на пневматические калибры установки, а стрелка преобразователей будет находиться в пределах зелёного поля допуска.
Примечания: 1. красные точки шкал преобразователей соответствуют действительным размерам эталонов; 2. в случае несовпадения произвести регулировку с помощью винтов узлов регулирования, расположенных под кожухом, за преобразователями.

2.3. Специальный вопрос
2.3.1. Анализ применяемости инструментальных материалов
В механообработке инструмент играет главную роль. Название методов обработки, как правило, происходит от названия инструмента или же словосочетания: инструмент - обрабатываемая поверхность. Не случайно производительность методов обработки напрямую зависит от скорости резания, допустимой инструментом. Взаимосвязь скорости резания и материала инструмента представлена диаграммой на рис. 1, выражающей динамику и историю развития инструментальных материалов.

1 – Инструментальная сталь (1875г., Муше, Франция):
1а – легированные инструментальные стали с хромом, марганцем и т.д.;
2 – Быстрорежущая сталь (1900г., Тейлор, США):
2а – с легирующими элементами: молибден, кобальт, ванадий и т.д.;
2б – полученная по технологии порошковой металлургии.
3 – Твердый сплав (1907г., Хейнес, Германия):
3а – с многослойными покрытиями.
4 – Минералокерамика (1950г., Япония):
4а – керамика с добавками металлов в виде карбидов, нитридов, оксидов вольфрама, титана, молибдена и т.д. – керметы.
5 – Синтетические алмазы (1951г., Швеция, США) – композиты.
6 – Новые инструментальные материалы для сверхскоростного резания V=5000 … 10000 м/мин и более.
Востребованность сверхскоростного резания видимо приведет к созданию новых инструментальных материалов с непредсказуемыми пока свойствами. Большие перспективы в этом у новой науки “Нанотехнология”.
Применяемость инструментальных материалов. Для лезвийных инструментов имеет место следующее соотношение применяемости: 60…70% - БРС; 20…30% - твердые сплавы; 5…10% - остальные материалы. Высокая доля БРС объясняется его высокой прочностью и невысокой стоимостью инструмента, а твердого сплава – высокими режущими свойствами. Причем по объему выполняемых работ (срезаемой стружке) твердый сплав не уступает БРС и более перспективен.

2.3.2. Определение производительности съема металла
при лезвийной обработке
На диаграмме (рис. 2) представлена максимально возможная производительность съема металла (г/мин) для черновых методов лезвийной обработки: 1-точение, 2,3,4 - фрезерование торцовой, цилиндрической и
концевой фрезой, соответственно, 5- сверление, 6-зенкерование,
7 - протягивание, 8-строгание, 9- нарезание наружной резьбы многогребёнчатой головкой , 10- зубофрезерование червячной фрезой.
Для каждого метода использовались свои максимально допустимые режимы резания [по справочнику 2], характерные для черновой обработки.
Основной метод 1 лезвийной обработки – точение занимает 3-е место по производительности, которая принята здесь за 100%. Сравнительно высокая производительность объясняется применением жесткого крупногабаритного резца, оснащенного твердым сплавом, а также открытостью рабочей зоны.
Метод 2 фрезерования торцовой фрезой с твердосплавными зубьями характеризуется наивысшей производительностью благодаря крупным габаритам фрезы и соответственно наибольшему числу режущих зубьев, работающих одновременно.



Метод 3 фрезерования цилиндрической фрезой, характеризующийся меньшим числом одновременно работающих зубьев инструмента, в несколько раз уступает по производительности методу фрезерования торцовой фрезой из-за меньшего диаметра фрезы. Но он позволяет обрабатывать за один проход фасонные и ступенчатые поверхности.
Метод 4 фрезерования концевой твердосплавной фрезой характеризуется наименьшей производительностью из-за сложных условий работы и малых размеров фрезы, но он самый универсальный и наиболее приспособлен для сверхскоростного резания.
Метод 5 сверления сверлом из БРС характеризуется невысокой производительностью съема металла из-за малого числа режущих кромок и стесненных условий работы.
Метод 6 зенкерования инструментом с 4-6 твердосплавными зубьями является самым производительным методом при обработке отверстий в условиях ограниченности рабочего пространства.
Метод 7 наружного протягивания плоской многозубой протяжкой из БРС занимает 2-ую позицию по производительности. Но он имеет ограниченные возможности по величине снимаемого припуска и габаритным размерам обрабатываемой поверхности заготовки.
Метод 8 строгания крупногабаритным резцом из БРС широко универсален и характеризуется наибольшей площадью сечения срезаемой стружки (при S до 4 мм/об и t до 20 мм), но для него характерен обратный холостой ход и невысокая скорость резания.
Метод 9 нарезания наружной резьбы многогребенчатой головкой характеризуется малой производительностью из-за сложных условий работы гребёнок, изготовляемых из БРС.
Метод 10 зубофрезерования червячной фрезой из БРС является самым высокопроизводительным методом при обработке сложных поверхностей.
Итак, съем металла черновыми методами лезвийной обработки составляет величину 0,1…6,5 кг/мин; для сравнения максимальная производительность обдирки слитков наружным шлифованием может доходить до 4 кг/мин, но этот процесс является весьма энергоёмким и экологически неблагоприятным.
2.3.3. Методы и способы обработки поверхностей протягиванием
Протягиванием называют обработку многолезвийным инструментом с поступательным движением резания и с прерывистой подачей, заложенной в самой конструкции инструмента, у которого режущие элементы следуют друг за другом с подъемом на толщину среза на каждый зуб – Sz, мм/зуб. Название метода происходит от слова “тянуть”, относящегося к инструменту. V – скорость резания в м/мин, обычно V = 3…12 м/мин, при скоростном протягивании V=20…30 м/мин.
Протяжки являются одними из самых крупногабаритных, многозубых, металлоемких и дорогостоящих инструментов. Их длина доходит до 2 м, вес до 0,5 тонны (БРС), а стоимость достигает стоимости универсального станка.
Протягивание является высокопроизводительным методом механообработки, рекомендуемым для крупносерийного и массового производства; при обработке сложных внутренних поверхностей иногда безальтернативным. Метод имеет ограничения по диапазону обрабатываемых диаметров и длин (D = 5…200 мм и Lmax = 150 мм), а также по величине снимаемого припуска (t = 0,2…3 мм).
Методы протягивания классифицируют по признаку расположения обрабатываемых поверхностей – внутренних и наружных (11 лист графической части).
Методы протягивания отверстий
Способ вертикального протягивания представлен на примере обработки круглого и шлицевого отверстия (рис.3а, б).
При обработке шлицевых отверстий с числом зубьев Z имеется возможность их двухпроходного протягивания одной шлицевой протяжкой. Во время первого прохода протягивают половину шлицевых зубьев отверстия,



затем после поворота протяжки на угол  = 360/ Z протягивают остальные зубья. Такая схема обработки существенно упрощает конструкцию инструмента. Угловой поворот весьма дорогостоящей протяжки позволяет также продлить срок ее службы в случаях аварийной поломки сразу нескольких зубьев на одном пере протяжки.
Способ вертикального прошивания показан на примере обработки круглого и резьбовых отверстий (рис.3в, г, д). Прошивка – это, как правило, инструмент небольшой длины L  10 D (при большей длине инструмент может прогибаться). При обработке по схеме 3г крутящий момент резания передается через верхний хвостовик прошивки, а при обработке по схеме 3д прошивке обеспечивают передачу крутящего момента с двух сторон, что бывает целесообразно для маложестких инструментов малого диаметра.
Способ горизонтального протягивания на протяжном станке показан на примере обработки круглого и резьбового отверстия (рис.3е, ж). Протяжки имеют только один – передний хвостовик.
Способ горизонтального протягивания на токарном станке показан на примере обработки резьбовых отверстий с продольной подачей протяжки или же заготовки (рис.3з, и).
При вертикальной схеме обработки протяжной станок занимает меньшую (в несколько раз) площадь; кроме того, он может иметь 2-х шпиндельное исполнение и возможность автоматизированной загрузки-выгрузки заготовок. При обработке отверстий, чаще всего, применяют протяжки режущие, значительно реже – выглаживающие, режуще-выглаживающие и деформирующе-режущие. Последние часто выполняют сборными с деформирующей частью в виде выглаживающих калибрующих блоков или сменных колец, в т.ч. твердосплавных.
Методы протягивания наружных поверхностей
Протягиванию подлежат следующие виды открытых поверхностей: плоскости, пазы, уступы, фасонные впадины и выступы на деталях типа шатун, крышка шатуна и т.п.
На рис.4 представлены следующие способы наружного протягивания:


а – плоской или фасонной протяжкой, при этом возможно применение нескольких протяжек в комплекте, например, круглой и двух плоских, как на крышке шатуна;
б - токарно-протяжной – для обработки вращающихся шеек вала;
в - туннельный – для непрерывной обработки заготовки с ее движением относительно неподвижного инструмента по замкнутому кольцу; он применяется при небольших припусках на заготовке;
г - цепной – для непрерывной обработки инструментом при его движении относительно неподвижной заготовки по замкнутому кольцу; большое число режущих секций протяжки обеспечивает снятие значительного припуска;
д - круговой – для обработки конических зубьев шестерни; круговая протяжка имеет черновые и чистовые зубья, ножи для снятия фасок с вершин зуба, а также свободную зону для загрузки и выгрузки заготовок, при этом протяжка имеет продольное перемещение вдоль оси шестерни, чтобы обеспечить прямолинейность внутренней поверхности зуба шестерни.

2.3.4. Описание конструкции и работы сборных протяжек с
круглыми твердосплавными пластинами
В дипломном проекте за основу была взята протяжка фирмы “Sandvik Coromant”. Система режущих инструментов фирмы “Sandvik Coromant” для получистовой и черновой обработки сталей протягиванием предназначена как для плоских, так и полуцилиндрических поверхностей. В них использованы поворотные твердосплавные пластинки. Это означает, что дорогостоящие операции переточки заменены простой индексацией пластинок при износе режущих кромок.
Каждая пластинка, расположенная на кромке, прочно закреплена в рабочем положении винтом. Корпус протяжки изготавливают с учетом особенностей станка. Конструкция корпуса предусматривает обеспечение требуемой формы и допусков детали.
Конструкция калибровочной части протяжки зависит от требований к качеству получаемой поверхности и может иметь либо напаянные, либо механически закрепляемые твердосплавные пластинки.


Выбор типа пластинок. В первую очередь рекомендуются круглые пластинки, каждая режущая кромка, обеспечивающая постепенное нарастание силы резания, в сочетании с подходящим углом среза существенно снижает силовое воздействие на за¬готовку. Максимальная длина режущей кромки, соответ¬ствующая центральному углу 90° , всегда дает по меньшей мере шесть а теоретически восемь режущих кромок на одну круглую пластинку. Квадратные пластинки используются для обработки внутренних углов или когда требуются более короткие протяжки.
Крепление пластинок. Пластинки крепятся винтами, затягиваемыми до момента 5 Н*м (50 кгс*см). Правильный момент затяжки обеспечивает! надежное крепление пластинок.

Протяжки могут быть сконструиро¬ваны так, чтобы число пластинок, од-новременно находящихся в работе, было минимальным. Это уменьшает потребную мощность и снижает риск поломки тон¬ких частей заготовки.

Протяжки Соrоmant могут быть изготовлены в виде плоских или полуцилиндрических модулей, которые затем монтируются на державке. Плоские модули крепят на сужающейся державке для придания относительного подъема на зуб протяжки. Диаметр полуцилиндрических модулей увеличивается вдоль оси протяжки для обеспечения подъема зубьев.

Стандартные пластинки. Программа выпуска пластинок вклю¬чает три типа двухсторонних пластинок, один тип круглых и два типа квадратных. Кроме пластинок со склада поставля¬ются также винты. Корпуса протяжек всегда изготовляются по специальному заказу согласно индивидуальным требо¬ваниям обрабатываемой детали.
Расчет круглой протяжки.
Исходные данные:
Dпротягиваемой окружности = 65,3…66,0 мм.
Dзаг. = 63,5 мм.
2z = Dпрот. – Dзаг. = 66,0-63,5 = 2,5 мм
t = z = 1,25 мм (на сторону)
Sz = 0,2 мм/зуб
z = t/Sz = 1,25/0,2 = 6,25 = 7 зубьев = 14 + 4 калибр. = 18 зубьев
Lпротяжки = Р*z, где Р – шаг протяжки (Р = 24)
Lпротяжки = 24*18 = 432 мм
Ркалибр. Зубьев = 17,5 мм
lкалибр. = 17,5*4 = 70 мм
Определяем силу резания Рz:

F = 475 Н/мм по [2]

Zc = 1 (число зубьев в секции протяжек с групповой схемой резания),
Zmax = 2 (наибольшее число одновременно работающих зубьев)
мм
кН
Плоская протяжка для обработки торцев.
Исходные данные:
Протягиваемая поверхность = 16,32 мм.
Ширина протяжки = 30 мм.
z = ширина протяжки –прот. пов. = 30 – 16,32 = 13,68 мм
t = z = 13,68 мм
Sz = 0,4 мм/зуб
z = t/Sz = 13,68/0,3 = 34 режущ. зубьев + 6 калибрующ. = 40 зуба
Lпротяжки = Р*z, где Р – шаг протяжки (Р = 24)
Lпротяжки = 18*40 = 720 мм

Период стойкости инструмента. При выполнении операции по обра¬ботке крышек подшипников протяжкой с напаянными твердосплавными плас-тинками переточка последних требова¬лась после 18000 деталей. Наружная протяжка Сoromant с круглыми пово¬ротными пластинками обработала 145000 деталей в расчете на одну режущую кромку или 1 млн. деталей на пластинку. Круглые пластинки пра¬вильно выбранных марок твердых спла¬вов часто значительно увеличивают период стойкости инструмента.

 

3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ УЧАСТКА

3.1. Расчёт количества основного технологического оборудования
Расчёт количества основного технологического оборудования производится по каждой операции, исходя из штучного времени и такта выпуска, по формуле:

где Ср – расчётное число станков,
tшт – штучное время, мин,
τ – такт выпуска, мин.
Полученное значение Ср округляют до ближайшего большего целого числа, получая при этом принятое число станков Спр.

Ф0 – эффективный годовой фонд времени работы оборудования, ч (2030);
N – годовая программа выпуска, шт (200000 шт).
мин.
Участок обработки крышки шатуна.
Операция 005 , принимаем
Операция 010 , принимаем
Операция 015 , принимаем
Операция 020 , принимаем


Участок обработки шатуна.
Операция 005 , принимаем
Операция 010 , принимаем
Операция 015 , принимаем
Операция 020 , принимаем
Операция 025 , принимаем
Операция 030 , принимаем
Операция 035 , принимаем
Операция 040 , принимаем
Операция 045 , принимаем

Участок обработки шатуна с крышкой в сборе..
Операция 005 , принимаем
Операция 010 , принимаем
Операция 015 , принимаем
Операция 020 , принимаем
Операция 025 , принимаем
Операция 030 , принимаем
Операция 035 , принимаем
Операция 040 , принимаем
Операция 045 , принимаем
Операция 050 , принимаем
Операция 055 , принимаем
Операция 060 , принимаем
Операция 065 , принимаем
Операция 070 , принимаем
Операция 075 , принимаем
Операция 080 , принимаем

Коэффициент загрузки оборудования определяется для каждой операции по формуле:

где Кз – коэффициент загрузки каждого станка, %,
Ср – расчётное число станков,
Спр – принятое число станков.

Для участка обработки крышки шатуна:

Для участка обработки шатуна:

Для участка обработки шатуна с крышкой в сборе:

Средний коэффициент загрузки оборудования равен 0,75.

3.2. Выбор межоперационного транспорта
Транспортное оборудование в механосборочном производстве решает задачи межцеховой передачи заготовок, деталей и сборочных единиц и межоперационного транспортирования в ходе обработки и сборки.
Основными видами транспортного оборудования для межкорпусного и межцехового транспортирования являются автотягачи, авто- и электропогрузчики, электротележки, а при постоянных и значительных грузопотоках в условиях крупносерийного и массового производства – подвесные конвейеры.
В дипломной работе для массового производства применен подвесной грузонесущий конвейер. Подвесные конвейеры имеют три конструктивные разновидности: грузонесущие, толкающие и грузоведущие. Основными достоинствами подвесных конвейеров является их гибкость как в горизонтальном, так и в вертикальном направлениях, что обуславливает возможность перемещения собираемых изделий с этажа на этаж. Для размещения подвесных конвейеров не требуется дополнительной производственной площади, а их большая протяженность обуславливает возможность использования этих конвейеров не только в качестве межоперационного транспорта, но и для межцехового, межкорпусного транспортирования грузов. В конструкциях этих конвейеров тяговый орган цепь соединена с каретками, перемещающимися по постоянной трассе подвесных путей. К кареткам крепятся подвески для транспортирования грузов.

3.3. Выбор средств механизации сбора и транспортировки
металлической стружки.
В результате механической обработки металлов резанием образуется значительное количество стружки. Отход металла в стружку на современных машиностроительных заводах в среднем составляет 10-20 % массы детали. На заводах с крупносерийным и массовым производством масса удаляемой стружки за один час работы в отдельных цехах достигает нескольких тонн. Поэтому очень важны средства механизации по удалению и очистке стружки, обеспечивающие стабильность технологических процессов, освобождение станочника от ручного труда.
При выборе способов удаления и переработки стружки её количество определяют как разницу между массой заготовок и готовых деталей. Для облегчения транспортирования длина спирального витка стружки должна быть не более 200 мм, а его диаметр – не более 25…30 мм. Техническое решение по организации сбора и транспортирования стружки зависит от годового количества стружки, образованного на 1 м2 площади цеха. Критерием оценки выбранного варианта являются минимальные приведённые затраты на годовой выпуск.
Для размещения станочных участков необходимо группировать линии по видам обрабатываемых материалов, располагая линейные конвейеры с тыльной стороны линий. При этом один конвейер обслуживает две технологические линии. Учитывая сложность транспортирования витой стружки, целесообразно приближать участки оборудования с образованием витой стружки к отделению переработки стружки. В процессе переработки витая стружка подвергается дроблению. Все виды стружки с остатками масел и смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) подвергают обезжириванию. Для этого на центрифугах отделяют СОЖ, а затем промывают стружку горячей водой или щелочными растворами в специальных моечных машинах или подвергают обжигу, где органические примеси испаряются и выгорают.
Конструкция стружкоуборочных систем зависит от типа станка, вида и количества образующейся стружки.
Применяют различные стружкоуборочные системы: шнековые, скребковые, магнитные. На участке, содержащем отдельные металлорежущие станки, для транспортировки и очистки стружки используют шнековую стружкоуборочную систему (винтовой транспортер). Винтовой транспортер представляет собой желоб, в котором вращается архимедов винт. В результате вращения винта, стружка, образующаяся во время работы металлорежущих станков, отводится в канал перемещения стружки. По каналу стружка перемещается в отделение очистки и переработки стружки, расположенных под полом производственного помещения.
С целью уменьшения объема стружки ее направляют в машину для дробления. Измельченная стружка попадает на конвейер и с помощью дозирующего лотка попадает в центрифугу, в которой она тщательно отделяется от СОЖ.

3.4. Расчет потребной площади участка.
Потребная площадь включает производственную площадь (площадь под оборудование, на проходы, проезды на единицу оборудования) и вспомогательную площадь (площадь под складские помещения). Потребная площадь определяется на основании планирования участка.
м2

 

 

 


4. ОРГАНИЗАЦИОННО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Технологическая подготовка производства (ТПП) представляет собой совокупность взаимосвязанных процессов, обеспечивающих технологическую готовность предприятия к выпуску продукции необходимого качества при установленных сроках, объёме производства и затратах. Содержание и объём ТПП зависят от типа производства, конструкции и назначения изделия. Под технологической готовностью понимается наличие полного комплекта технологической документации и средств технологического оснащения, необходимых для производства новых изделий.
Процесс технологической подготовки производства регламентируется рядом документов: ISO 9000, единая система конструкторской документации, единая система технологической документации, единая система классификации и кодирования технико-экономической информации, единая система аттестации качества продукции, нормативно-техническая документация на типовые технологические процессы и средства технологического оснащения.
Технологическая подготовка производства имеет два направления: для освоения производства нового изделия и для совершенствования технологического процесса, не связанного с изменением конструкции изделия. Каждое направление имеет свои задачи, содержание и перечень работ, который зависит, прежде всего от вида продукции и назначения технологического процесса. Применяются три формы организации работ по технологической подготовке производства: децентрализованная, централизованная и смешанная. На предприятиях единичного и мелкосерийного производства ТПП выполняется децентрализовано. Отделы главного технолога (ОГТ), главного сварщика (ОГС), главного металлурга (ОГМет) осуществляют методическое руководство, проводят работы по типизации технологических процессов и унификации оснастки. Все остальные работы возлагаются на технические бюро цехов. На предприятиях крупносерийного и массового производства ТПП обычно ведется централизованно – в ОГТ, ОГС, ОГМет. Цеховые бюро занимаются в основном внедрением разработанных технологических процессов. При серийном типе производства чаще используется смешанная форма организации ТПП, при которой бюро выполняют разработку операционных технологических процессов.
Основные этапы технологической подготовки производства:
1. Предварительная проработка технической документации и разработка межцеховых технологических маршрутов и операционных процессов.
2. Проектирование и изготовление специальной оснастки и оборудования.
3. Отработка и сдача технологических процессов производственным цехам.
4. Организация освоения производства новой технологии.
Первый этап технологической подготовки производства включает:
- обеспечить технологичность конструкции, её обеспечение проводится на основе анализа изделия на технологичность и выявлении конструкторских решений, требующих применения новых технологических методов и процессов;
- поиск аналогичных технологических процессов и их анализ;
- выбор рационального способа изготовления деталей или их сборки из анализируемых;
- разработка технического задания на проектирование и изготовление спец. оснастки, стендов и измерительной аппаратуры;
- организация специализированных участков, поточных линий, гибких автоматизированных производств;
- разработка технологических планировок цехов и участков;
- нормоконтроль технологической документации.
Второй этап технологической подготовки производства включает работы:
- составление ведомостей технологического оснащения;
- проверка чертежей технологической оснастки на технологичность;
- разработка инструкций на испытания, отладку и эксплуатацию технологической оснастки;
- изготовление средств технологического оснащения и их отладка.
Третий этап заключается в корректировке конструкторской и технологической документации в условиях производства.
Четвертый этап может проводиться двумя путями: разработка автоматизированной системы или обеспечение технологической унификации технологических процессов. Технологическая унификация – комплекс мероприятий, устраняющих необоснованное многообразие типов технологических процессов, приспособлений, технологической оснастки. Она достигается путём типизации технологических процессов, унификации технологической документации групповых методов обработки, унификацией оборудования и технологической оснастки.
Основная задача этого раздела работы – это оптимизация работ по технологической подготовке производства с помощью различных методов. Планирование подготовки производства – это определение состава, объёмов и сроков выполнения работ по созданию новых видов продукции и их рационального распределения между производственными подразделениями и службами предприятий. Различают следующие методы планирования подготовки производства:
- составление комплексного план-графика, он может быть представлен в виде ленточного или сетевого графика; этот метод обеспечивает правильное распределение объёма работ по календарным периодам, определение целесообразной последовательности работ, равномерную и полноценную загрузку подразделений;
- программно-целевой метод позволяет обеспечить взаимную связку намеченных к выполнению работ, сбалансировать цели плана с ресурсами, решить задачи целевого управления комплексом работ по созданию конкретного вида техники.
Основным методом оптимизации является использование сетевого метода планирования и управления.

4.1. Организация технологической подготовки производства шатуна автомобиля ЗИЛ 4314

4.1.1. Сетевой метод планирования
Этот метод используется при решении сложных задач, когда различными исполнителями производится большое количество работ. Технологическая подготовка производства относится к числу данных сложных разработок и задач. Результаты расчета параметров по сетевому методу планирования используются на предприятии службами планирования и управления подразделениями при формировании текущих оперативных планов, при контроле хода выполнения работ и при принятии управленческих решений, связанных с изменением процесса разработки и создания изделия. Кроме этого он позволяет оптимизировать процесс разработки сложных задач во времени, что позволяет минимизировать эти сроки.
Сетевой метод планирования основан на построении модели, разработке и создании некоторого объекта. Данные модели называют сетевыми графиками. Сетевой график – это ориентированный в пространстве граф, который изображает весь комплекс работ и мероприятий необходимых для решения задачи.
Пример построения сетевого графика:

 

 

 


Сетевой график состоит из двух основных элементов: работы (→) и события (О). Работа – процесс или действие, приводящий к какому-либо результату. Работа характеризуется продолжительностью во времени и связана с расходами ресурсов (например: разработка техзадания или согласование, и утверждение техзадания или разработка чертежей). Событие – факт начала или окончания работы. Оно не имеет продолжительности во времени и не связано с расходованием ресурсов. Событие есть факт завершения какой-либо работы, поэтому формулируется в прошедшем времени (например: техзадание разработано).
Принятые обозначения:
Для расчёта основных параметров сетевого графика по правилам сетевого планирования приняты:
r
tr

- r – порядковый номер работы,
- tr – продолжительность или время выполнения работы,
- i – номер события, предшествующего работе,
- j – номер события, последующего за работой.
В сетевом графике различают исходное событие и завершающее.
Исходному событию присваивается номер “1”, завершающему последний номер в сетевом графике. Для установления взаимосвязи между работами и событиями каждой работе присваивается код, который выражается двумя цифрами через запятую (например: 2,4; 3,5). Для оценки продолжительности работы пользуются соответствующими нормативами на её проведение, либо на основе использования экспертных данных. Продолжительность рассчитывается по формуле: , где - минимально допустимая продолжительность работы при благоприятно сложившейся ситуации; - максимальная продолжительность работы при неблагоприятных условиях.


Для сетевого графика свойственны следующие принципы:
1. Ни одно событие не может совершиться до тех пор, пока не будут завершены все входящие в него работы.
2. Ни одна работа , выходящая из данного события не может начаться до тех пор, пока данное событие не совершится.
При построении сетевого графика следует придерживаться правил:
- сетевой график строится слева направо, таким образом что каждое последующее событие изображается правее предыдущего;
- у каждой работы номер предшествующего события должен быть меньше последующего;
- в сетевом графике не должно быть тупиков, т.е. событий не имеющих последующих событий, кроме завершающего;
- в сетевом графике не должно быть событий не имеющих предшествующего, кроме исходного;
- не должно быть замкнутых контуров


- не должно быть параллельных работ, имеющих одинаковые
коды.
Если такая ситуация возникает, то вводится дополнительное событие и фиктивная (условная) работа, которая не требует затрат времени на своё выполнение и изображается пунктирной линией.

 

 

 

Порядок построения сетевого графика (6 этапов):
- составление списка всех выполняемых при технологической подготовке производства работ и установление перечня событий;
- выяснение технологической последовательности выполнения работ и установление логической связи между ними;
- присвоение событиям и работам порядкового номера, а также кода работы;
- представление данных в виде таблицы;
- построение сетевого графика;
- расчёт параметров сетевого графика с оформлением последующих выводов.
4.1.2. Составление перечня работ и событий технологической подготовки производства
Таблица 4.1.
Работы Событие
№ работы Код Наименование Трудо-
емкость (чел*ч) Число исполнителей (чел) Продол-житель-
ность
(ч) № события Формулировка
1 2 3 4 5 6 7 8
1 Получено задание на совершенствование технологического процесса изготовления шатуна
1 1-2 Изучение существующего технологического процесса 8 1 8 2 Существующий технологический процесс изучен.
2 2-3 Изучение аналогичных технологических процессов. 16 2 8 3 Аналогичные технологические процессы изучены
3 1-4 Анализ полученных данных 8 2 4 4 Полученные данные проанализированы
4 4-3 Фиктивная работа 0 0 0 Фиктивная работа
5 3-5 Изучение эксплуатационных характеристик шатуна 6 2 3 5 Эксплуатационные характеристики изучены
6 5-6 Анализ технологичности конструкции шатуна 8 2 4 6 Шатун на технологичность проанализирован
7 6-7 Анализ метода получения заготовки 8 1 8 7 Метод получения заготовки проанализирован
8 7-8 Разработка технологического процесса получения заготовки 24 2 12 8 Технологический процесс получения заготовки разработан
9 8-9 Определение маршрута обработки заготовки 18 3 6 9 Маршрут обработки заготовки определен


Таблица 4.1. (продолжение)
Работы Событие
№ работы Код Наименование Трудо-
емкость (чел*ч) Число исполнителей (чел) Продол-житель-
ность
(ч) № события Формулировка
1 2 3 4 5 6 7 8
10 8-10 Анализ методов обработки 16 2 8 10 Анализ проведен
11 9-11 Сравнительный технико-экономический анализ 4 1 4 11 Сравнительный технико-экономический анализ проведен
12 10-11 Фиктивная работа 0 0 0 Фиктивная работа
13 5-12 Разработка нового протяжного инструмента 7 1 7 12 Инструмент разработан
14 12-13 Составление технологического процесса механической обработки заготовки 32 2 16 13 Технологический процесс механической обработки заготовки составлен
15 13-14 Расчет инструмента 2 1 2 14 Инструмент рассчитан
16 13-15 Расчет режимов резания для механической обработки заготовки 12 2 6 15 Режимы резания рассчитаны
17 14-16 Изготовление протяжного инструмента 48 3 16 16 Инструмент изготовлен
18 15-16 Фиктивная работа 0 0 0 Фиктивная работа
19 16-17 Расчет норм времени выполнения операций при механической обработке заготовки 12 3 4 17 Нормы времени выполнения операций рассчитаны
20 11-17 Фиктивная работа 0 0 0 Фиктивная работа
21 17-18 Разработка технологического процесса сборки и контроля 24 3 8 18 Технологический процесс сборки и контроля разработан
22 18-19 Расчет норм времени выполнения операций при сборке и контроле 15 3 5 19 Нормы времени выполнения операций при сборке и контроле рассчитаны
Таблица 4.1. (продолжение)
Работы Событие
№ работы Код Наименование Трудо-
емкость (чел*ч) Число исполнителей (чел) Продол-житель-
ность
(ч) № события Формулировка
1 2 3 4 5 6 7 8
23 19-20 Определение номенклатуры специального и унифицированного оснащения 16 2 8 20 Номенклатура специального и унифицированного оснащения определена
24 20-21 Отладка оснастки 30 3 10 21 Оснастка отлажена
25 19-22 Составление маршрутной технологии движения заготовки 12 2 6 22 Маршрутная технология движения заготовки составлена
26 19-23 Разработка планировки участка 15 1 15 23 Планировка участка разработана
27 22-24 Проверка работы оснастки 14 2 7 24 Проверка работы оснастки выполнена
28 23-24 Фиктивная работа 0 0 0 Фиктивная работа
29 21-24 Фиктивная работа 0 0 0 Фиктивная работа
30 24-25 Установка инструмента 3 1 3 25 Инструмент установлен
31 25-26 Проверка работы оборудования 14 2 7 26 Проверка работы оборудования выполнена
32 26-27 Утверждение разработанных технологических процессов 2 1 2 27 Разработанные технологические процессы утверждены
33 27-28 Изготовление пробной партии детали. 50 5 10 28 Пробная партия изготовлена
34 28-29 Отладка и выверка технологического процесса 10 2 8 29 Отладка и выверка технологического процесса выполнена
35 29-30 Приемка отлаженного технологического процесса и сдача цеху 8 2 4 30 Технологический процесс принят и сдан в цех
36 30-31 Оформление приемочного акта 4 2 2 31 Приемочный акт оформлен

 

4.1.3. Построение сетевого графика


Lкр.=131ч.

4.1.4. Расчёт основных параметров сетевого графика

Цель: определение сроков выполнения всего комплекса работ и определение исходных данных для проведения оптимизации этих сроков. Расчёт ведётся по основным его элементам, а именно: расчёт параметров событий и расчёт параметров работ.
Расчёт параметров событий.
Для событий рассчитываются три основных параметра: ранний срок свершения события - это время необходимое для выполнения всех работ предшествующих данному событию, он характеризуется величиной наиболее длительного отрезка пути от исходного события до данного и может быть определён по формуле: , r – номер работы сетевого графика, - продолжительность работы r, - ранний срок свершения события i предшествующего работе r. Поздний срок свершения события - дата наиболее позднего из допустимых сроков свершения события, поэтому увеличение этого срока вызывает аналогичную задержку наступления завершающего события. Поздний срок свершения события рассчитывается по формуле: , - поздний срок свершения события j последующего за работой r.
Основные правила при расчёте этих параметров:
- для исходного события = =0,
- расчёт ранних сроков свершения событий ведётся от исходного события к завершающему (слева направо),
- расчёт поздних сроков свершения событий ведётся от завершающего события к исходному,
- ранний и поздний сроки свершения завершающего события равны продолжительности критического пути.
Резерв времени события - показывает предельный промежуток времени, на которое может быть задержано свершение данного события без увеличения срока завершения разработки проекта в целом. Он определяется по формуле: . События критического пути не имеют резерва времени (=0), а не соблюдение сроков выполнения любой работы, лежащей на критическом пути, ведёт к срыву общего срока выполнения комплекса работ.
В результате расчёта основных параметров сетевого графика находим различные пути от исходного до завершающего события. В сетевом графике различают два пути: полный и критический. Полный путь – любая непрерывная последовательность событий и работ на сетевом графике от исходного до завершающего события, обозначается . Продолжительность полного пути: . Полный путь, имеющий наибольшую продолжительность, называется критическим путём: . Длина критического пути определяет сроки выполнения всего комплекса работ. Изменение продолжительности любой работы, лежащей на критическом пути, соответствующим образом меняет (сокращает или удлиняет) срок наступления завершающего события, поэтому при расчёте параметров сетевого графика рассчитывают резерв времени пути: . Данная величина показывает на какую величину можно сократить или увеличить продолжительность работ на данном пути, не вызывая изменения продолжительности критического пути, а следовательно дату достижения конечной цели.
Полученные данные сводятся в таблицу 4.2.

 

 

 


Таблица 4.2.
Параметры событий
Номер
события
i Ранее время совершения события

Позднее время совершения события

Резерв времени события

1 2 3 4
1 0 0 0
2 8 8 0
3 16 16 0
4 4 16 12
5 19 19 0
6 23 34 11
7 31 42 11
8 43 54 11
9 49 60 11
10 51 64 13
11 53 64 11
12 26 26 0
13 42 42 0
14 44 44 0
15 48 60 12
16 60 60 0
17 64 64 0
18 72 72 0
19 77 77 0
20 85 85 0
21 95 95 0
22 87 88 1
23 92 95 3
24 95 95 0
25 98 98 0
26 105 105 0
27 107 107 0
28 117 117 0
29 125 125 0
30 129 129 0
31 131 131 0


Расчёт параметров работ.
Исходными данными являются параметры событий. Для работ основными параметрами являются: ранний срок начала работы , ранний срок окончания работы , поздний срок начала работы , поздний срок окончания работы , полный резерв времени работы , свободный резерв времени работы .
Полный резерв времени работы – срок, на который можно передвинуть данную работу, не изменяя время критического пути. Свободный резерв времени работы – срок, на который можно передвинуть время окончания работы, не влияя на изменения характеристик, происходящих через эту работу пути, и не изменяя время критического пути. Все эти параметры позволяют оптимизировать трудоёмкость и продолжительность работ, не изменяя общей продолжительности критического пути, а следовательно и дату окончания всего комплекса работ. Полученные данные заносятся в таблицу 4.3.

 

 

 

 

 

 


Таблица 4.3.
Параметры совершаемых работ
Работа Продолжи-тельность час
t Ранний
срок
начала
работы

Ранний
срок окончания работы

Поздний
срок
начала
работы

Поздний
Срок
окончания работы

Резерв времени

п\п код Полный
Rп Свободный

1 2 3 4 5 6 7 8 9
1 1-2 8 0 8 0 8 0 0
2 2-3 8 8 16 8 16 0 0
3 1-4 4 0 4 12 16 12 0
4 4-3 0 4 4 16 16 12 12
5 3-5 3 16 19 16 19 0 0
6 5-6 4 19 23 30 34 11 0
7 6-7 8 23 31 34 42 11 0
8 7-8 12 31 43 42 54 11 0
9 8-9 6 43 49 54 60 11 0
10 8-10 8 43 51 56 64 13 0
11 9-11 4 49 53 60 64 11 0
12 10-11 0 51 51 64 64 11 2
13 5-12 7 19 26 19 26 0 0
14 12-13 16 26 42 26 42 0 0
15 13-14 2 42 44 42 44 0 0
16 13-15 6 42 48 54 60 12 0
17 14-16 16 44 60 44 60 0 0
18 15-16 0 48 48 60 60 12 12
19 16-17 4 60 64 60 64 0 0
20 11-17 0 53 53 64 64 11 11
21 17-18 8 64 72 64 72 0 0
22 18-19 5 72 77 72 77 0 0
23 19-20 8 77 85 77 85 0 0
24 20-21 10 85 95 85 95 0 0
25 19-22 6 77 87 82 88 1 0
26 19-23 15 77 92 80 95 3 0
27 22-24 7 87 95 88 95 1 1
28 23-24 0 92 92 95 95 3 3
29 21-24 0 95 95 95 95 0 0
30 24-25 3 95 98 95 98 0 0
31 25-26 7 98 105 98 105 0 0
32 26-27 2 105 107 105 107 0 0
33 27-28 10 107 117 107 117 0 0
34 28-29 8 117 125 117 125 0 0


Таблица 4.3. (продолжение)
1 2 3 4 5 6 7 8 9
35 29-30 4 125 129 125 129 0 0
36 30-31 2 129 131 129 131 0 0

Выводы: не изменяя время критического пути, можно передвинуть работы № 3, 4, 16, 18 на 12 ч; № 6, 7, 8, 9, 11, 12, 20 на 11 ч; № 26, 28 на 3 ч; № 25, 27 на 1 ч; № 10 на 13 ч;
а также можно передвинуть время окончания работ № 4, 18 на 12 ч; № 12 на 2 ч; № 27 на 1 ч; № 28 на 3 ч; № 20 на 11 ч.
4.1.5. Составление сметы затрат на технологическую подготовку производства
В смету затрат включают расходы по следующим экономическим элементам:
1. основные материалы (за вычетом реализуемых отходов);
2. покупные комплектующие изделия и полуфабрикаты;
3. основная заработная плата;
4. дополнительная заработная плата;
5. отчисления в фонды социального страхования;
6. косвенные расходы.
К основным материалам и покупным комплектующим изделиям и полуфабрикатам относятся: стоимость сырья, материалов, покупных комплектующих изделий и полуфабрикатов, которые используются в процессе изготовления опытной партии, макета или технической оснастки. Расчёты затрат по данным статьям проводятся методом прямого счёта с учётом количества изделий, входящих в опытную партию, их веса и материала, из которого они изготавливаются. При расчёте затрат на заработную плату отдельно рассчитываются три вида фондов оплаты труда: основной, дополнительный, отчисления. Предварительно перед расчётом заработной платы необходимо определить трудоёмкость работ, входящих в сетевой график и распределить их по соответствующим исполнителям. В результате распределения работ по горизонтали (по исполнителям) строится таблица 4.4:
Таблица 4.4.
Трудоемкость работы
№ п/п Исполнители Трудоёмкость
(чел*ч) Процент к итогу
1 Руководители, специалисты, служащие 293 65%
2 Рабочие 159 35%
Итого: 452 100%

Трудоёмкость выполнения работ берётся из таблицы 4.1.
Основной фонд заработной платы включает в себя тарифный фонд заработной платы и процент премиальных выплат к тарифному. Тарифный фонд берётся из тарифных квалификационных справочников, тарифных сеток, ставок и должностных окладов.
,
где - основной фонд заработной платы, - трудоёмкость работ, выполняемых i-ым исполнителем (чел•ч), - среднечасовая ставка i-го исполнителя в руб., i – категория исполнителя.
Дополнительный фонд заработной платы – средства начисляемые работнику и используемые в дальнейшем целевым образом на оплату очередных отпусков, декретных отпусков, на оплату заработной платы работникам отправленным в длительную служебную командировку:
,
Кд – коэффициент, учитывающий размер дополнительной заработной платы (Кд = 0,2).
Отчисления в фонды социального страхования представляют собой единый социальный налог, выплачиваемый в размере установленном государством (26 %):

Косвенные расходы – вид накладных расходов, связанный с содержанием аппарата управления цеха, корпуса и управленческих зданий, сооружений, помещений и др. Принимаем их равными 200% от основной заработной платы.
Основная заработная плата
ЗО РСС=293∙30 = 8790 руб.
3О РАБ=159∙14 = 2226 руб.
3О=8910+2226 = 11016 руб.

Дополнительная заработная плата
Зд = 3О ∙КД, где
Кд = 0,2.
ЗД = 11136∙0,2 = 2203,2 руб.

Отчисления на социальное страхование
Осс = (3о + 3д) ∙0,26
ОСС = (11016+2203,2) ∙0,26 = 3622,061 руб.

Косвенные расходы
Затраты по данной статье составляют 200% от основной заработной платы.
КР = 11016∙2 = 22032 руб.

Основные материалы
Sом = Цм∙Gм∙Nпр, где
Цм – цена 1 кг материала, руб;
Gм – вес заготовки, кг;
Nпр – объем пробной партии, шт;
Nпр = 10 шт.
Sом = 16∙1,645∙10 =263,2 руб.

Стоимость покупных комплектующих, изделий и полуфабрикатов.
Протяжка Ст 40Х с твердосплавными пластинами Т5К10
m (масса протяжки) = 45 кг 45∙16=720 руб;
кол-во пластин 144, стоимость одной пластины 50 руб. 144∙50= 7200
Стоимость всей протяжки: 720+7200= 7920 руб/шт.

Данные, полученные в результате расчета, сводятся в таблицу 4.5.:


Таблица 4.5.
Смета затрат
№ п/п Статья затрат Сумма, руб Процент к итогу
1 2 3 4
1 Основные материалы (за вычетом отходов) 263,2 0,56%
2 Покупные, комплектующие изделия и полуфабрикаты. 7920 16,8%
3 Основная заработная плата 11016 23,46%
4 Дополнительная заработная плата 2203,2 4,68%
5 Отчисления на социальное страхование 3622,061 7,7%
6 Косвенные расходы 22032 46,8%
Итого: 47056,461 100%

 

 

 

 

 

 

 

 

 


4.2. Расчёт основных технико-экономических показателей
производства шатуна автомобиля ЗИЛ 4314
Определение экономического эффекта от замены существующего оборудования другим более прогрессивным.
В разрабатываемом технологическом процессе круглая протяжка из БРС Р6М5 заменяется на более усовершенствованную с пластинами из твердого сплава Т5К10 (которые значительно увеличивают период стойкости инструмента), позволяющая более качественно обрабатывать заготовку.
Исходные данные приведены в таблице 4.6.
Таблица 4.6.
Исходные данные вариантов технологий
Номер п/п Исходные показатели Единицы измерения Варианты
базовый новый
модели станков
МП-7А783 МП-7А783
1 2 3 4 5
1 Годовая программа выпуска шт. 200000 200000
2 Трудоёмкость обработки

протяжная операция мин. 1,1 1,1
3 Класс точности станка в в
4 Габариты станка (длина * ширина)
3,52,5 3,52,5
5 Площадь, занимаемая станком
8,75 8,75
6 Установленная мощность электродвигателей,
кВт 22 22
7 Срок службы станка до капитального ремонта лет 8 8
8
Категория сложности ремонта станка механической части (число единиц ремонтной сложности) р.е. 20 20
электрической части 25 25
9 Оптовая цена станка
руб. 84164 84164
10 Количество станков, обслуживаемых одним рабочим шт. 3 3
11 Материал инструмента Р6М5 Т5К10

4.2.1. Расчёт капитальных вложений.
1. Количество оборудования d-го типоразмера, занятого выполнением i-той операции:


где - норма штучно-калькуляционного времени на выполнение i-ой операции, мин/шт.;
- коэффициент, учитывающий выполнение норм времени (=1,18);
- действительный годовой фонд времени работы единицы оборудования, час. При односменной работе оборудования = 2030 час.;
- коэффициент загрузки оборудования, для массового и крупносерийного производства при односменной работе = 0,60-0,75.
2. Коэффициент занятости оборудования изготовлением данной детали:


где N – годовой выпуск детали.
3. Балансовая стоимость оборудования:


где α – коэффициент, учитывающий затраты по доставке и монтажу оборудования (α = 1,10 – для металлорежущих станков);
m – количество операций технологического процесса;
n – количество типоразмеров оборудования, занятого выполнением i-ой операции изготовления детали;
- оптовая цена единицы оборудования d-го типоразмера, занятого выполнением i-ой операции, руб.;
- принятое количество единиц технологического оборудования d-го типоразмера, занятого выполнением i-ой операции;
- коэффициент занятости технологического оборудования d-го типоразмера выполнением i-ой операции изготовления данной детали ( =1).
4. Стоимость здания, занимаемого оборудованием:


где - средняя стоимость 1 общей площади здания, руб.;
- габариты оборудования d-го типоразмера, занятого выполнением i-ой операции (длина*ширина), ;
- коэффициент учитывающий дополнительную площадь, приходящуюся на оборудование d-го типоразмера, занятое выполнением i-ой операции ( =3,5);
- коэффициент занятости площади для изготовления данной детали (по величине равен ).
5. Стоимость служебно-бытовых объектов:

руб.
6. Капитальные вложения по вариантам (сумма), руб.:

, где
- балансовая стоимость оборудования;
- стоимость здания, занимаемого оборудованием;
- стоимость служебно-бытовых объектов;
- стоимость приспособлений, числящихся в составе основных производственных фондов предприятия;
- затраты на технологическую подготовку производства, проектирование технологических процессов, на подготовку программ для станков с ЧПУ.

4.2.2. Расчёт себестоимости годового выпуска деталей
1. Заработная плата основных рабочих:
где
- коэффициент, учитывающий средний процент выполнения технически обоснованных норм (принимается равным 1,18);
- коэффициент, учитывающий доплаты и премии, принимается в размере 1,36;
- часовая тарифная ставка работы, выполняемой на i-ой операции, руб.;
1,512 - коэффициент, учитывающий дополнительную заработную плату и отчисления органам соцстрахования.
2. Заработная плата вспомогательных рабочих (наладчиков, настройщиков):


где lHi – часовая тарифная ставка наладчика, руб.;
Ноб – норма обслуживания, определяемая по данным предприятия;
3. Амортизация оборудования:

,
где а – норма амортизационных отчислений, принимаемая в размере 15 % от балансовой стоимости оборудования
4. Ремонт оборудования:

где , - нормативы годовых затрат на все виды ремонта (капитальный, средний, малый) осмотры и межремонтное обслуживание
соответственно механической и электрической частей оборудования (см. [18] приложение 8);
, - категория сложности ремонта механической и электрической частей оборудования, р.е.;
- коэффициент, учитывающий класс точности ремонтируемого оборудования (см. [18] табл. 2).
5. Амортизация и содержание площади:


где - годовые затраты на амортизацию и содержание площади в расчёте на 1 площади, руб. (затраты на освещение, отопление, вентиляцию и ремонт, а также уборку);
- площадь участка цеха, ;
- смотри выше.
6.Силовая и технологическая электроэнергия:

где - суммарная установленная мощность электродвигателей, кВт;
- коэффициент загрузки электродвигателей оборудования по мощности;
- коэффициент одновременной работы электродвигателей оборудования;
- коэффициент, учитывающий потери в сети;
- коэффициент загрузки оборудования по времени;
- стоимость 1 кВт/ч электроэнергии, руб (=0,79).;
- коэффициент полезного действия электродвигателей оборудования (=0,65).
7. Стоимость инструмента.
, где
- стоимость инструмента d -го типоразмера, используемого на i-ой операции, руб.;
- количество инструмента d -го типоразмера, используемого на i-ой операции;
T=10000 дет. (данные производства), N=200000 шт.;
протяжек (базовый технологический процесс).
Так как стойкость материала Т5К10 в 1,8 раз больше стойкости Р6М5, то протяжек на обработку шатуна нужно в 1,8 раз меньше. Исходя из этого: протяжек.


5% - заточка протяжки ( стоимость одного шатуна вместе с крышкой – 263,2 руб).


8.Себестоимость по изменяющимся статьям затрат по вариантам технологических процессов:

9. Себестоимость одной детали:


9. Экономия от снижения себестоимости годового выпуска деталей:
руб.

 

4.2.3. Расчёт годового экономического эффекта
Годовой экономический эффект:

где , - приведённые затраты на годовой выпуск деталей по базовой и новой технологиям, руб.;
и - себестоимость годового выпуска деталей по базовой и новой технологиям, руб.;
и - капитальные вложения по базовой и новой технологиям, руб.;
- коэффициент пересчёта себестоимости и капитальных вложений по базовому варианту на годовой выпуск деталей по новому варианту;
- нормативный коэффициент экономической эффективности капитальных вложений ( = 0,2).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.2.4. Показатели эффективности вариантов технологии.
Показатели экономической эффективности проектируемого варианта технологического процесса даны в таблице 4.7.
Таблица 4.7.
Наименование показателей Ед. измерения Технологический процесс
базовый проектируемый
1 2 3 4
Годовой выпуск деталей. шт. 200000 200000
Капитальные вложения, всего, в т.ч. стоимость:
а) оборудования; руб. 102125,732

76841,732 149182,193

76841,732
б) здания, занимаемого оборудованием руб. 17150 17150
в) служебно-бытовых помещений руб. 8134 8134
г) затраты на организацию ТПП руб. - 47056,461
Себестоимость годового выпуска деталей по изменяющимся элементам (статьям) затрат, всего, в т.ч.:
а) заработная плата руб. 440063,11
71564,32 225998,71
71564,32
б) амортизация оборудования руб. 11562,26 11562,26
в) ремонт оборудования руб. 14865,3 14865,3
г) амортизация и содержание площадей руб. 907,8 907,8
д) силовая и технологическая электроэнергия руб. 38531,43 38531,43
е) стоимость инструмента руб. 300000 87120
ж) заточка инструмента Руб. 2632 1447,6
Себестоимость одной детали. руб. 2,2 1,1
Экономия от снижения себестоимости годового выпуска деталей. руб. - 220000
Годовой экономический эффект. руб. - 204653,11

 

 


Выводы:
В результате произведенных изменений в базовом технологическом процессе:
- капитальные вложения возросли на 47056,461 руб.
- затраты на технологическую подготовку производства составили 47056,461руб.
- уменьшилась стоимость инструмента за счет применения других материалов;
- уменьшилась себестоимость детали на 1,1 руб., за счет применения нового инструмента;
- себестоимость годового выпуска деталей уменьшилась на 214064,4 руб. Уменьшение себестоимости произошло за счет уменьшения затрат на материалы инструмента.
- экономия от снижения годового выпуска деталей составила 220000 руб.;
По итогам произведенных изменений годовой экономический эффект составил 204653,11 руб., что говорит об экономической эффективности и выгодности проектируемого технологического процесса.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ

Под безопасностью жизнедеятельности понимается наука о безопасном и комфортном взаимодействии человека со средой обитания. Средой обитания является окружающая человека среда, обусловленная совокупностью физических, химических, биологических, психофизиологических и социальных факторов, оказывающих воздействие на деятельность человека, его здоровье и потомство. При рассмотрении среды обитания человека можно выделить её разновидности: бытовую, производственную и окружающую природную и городскую среду. Причём в большинстве случаев в формировании среды и процессов, идущих в ней, главную роль играет деятельность человека. Процесс взаимодействия человека со средой обитания на всех стадиях жизненного цикла человека характеризуется наличием постоянной потенциальной опасности.
Основными задачами безопасности жизнедеятельности являются: идентификация характеристик человека и его требований к среде обитания; создание комфортных условий обитания человека; разработка мер защиты человека и среды обитания от негативных воздействий; обеспечение безопасности и экологичности техники и технологических процессов при их проектировании и эксплуатации; прогнозирование и оценка индивидуального и социального риска, а также последствий чрезвычайных ситуаций; разработка мер по ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций; управление системой безопасности жизнедеятельности на промышленном предприятии; использование экономического механизма безопасности жизнедеятельности.
Применительно к потребностям человека, его характеристикам разрабатываются меры обеспечения комфортных зрительных условий, микроклимата, эргономические и инженерно-психологические рекомендации. Изучение характеристик опасных и вредных факторов и представление о механизме их действия на человека положено в основу выбора методов и разработки средств обеспечения безопасности и экологичности техники и технологических процессов.
Необходимо чётко представлять, что все проблемы происходят в системе “человек – машина – среда”. Поэтому необходимо исследовать и изучать все элементы этой системы, включая любые источники опасностей, разнообразные методы и средства, в том числе правовые, организационные, технические, экономические, защиты человека и окружающей среды, создания безопасности и комфортных условий труда.

5.1. Анализ опасных и вредных производственных факторов
Опасным называется производственный фактор, воздействие которого на работающего в определённых условиях приводит к травме или другому резкому ухудшению здоровья. Если же производственный фактор приводит к заболеванию или снижению работоспособности, то его считают вредным (ГОСТ 12.0.002-80). В зависимости от уровня и продолжительности воздействия вредный производственный фактор
В ГОСТе 12.0.003-74 “Опасные и вредные производственные факторы. Классификация” приводится классификация элементов условий труда, выступающих в роли опасных и вредных производственных факторов. Они подразделяются на четыре группы: физические, химические, биологические и психофизиологические.
5.1.1. Психофизиологические опасные и вредные
производственные факторы
Физические (статические и динамические) и нервнопсихические перегрузки (умственное перенапряжение, перенапряжение анализаторов, монотонность труда, эмоциональные перегрузки).

5.1.2. Химические опасные и вредные производственные факторы
По характеру воздействия на организм человека химические опасные и вредные производственные факторы подразделяются на токсичные, раздражающие, сенсибилизирующие, канцерогенные, мутагенные, влияющие на репродуктивную функцию. По путям проникновения в организм человека они делятся на проникающие в органы дыхания, желудочно-кишечный тракт, кожные покровы и слизистые оболочки.
Выделение стружки, паров масел, окиси кремния, углерода, абразивной пыли попадающей в организм человека через органы дыхания могут вызывать токсические отравления и раздражать кожные покровы и слизистые оболочки человека. Биологическое воздействие химических веществ на организм человека изменяет его гомеостаз, то есть способность организма к авторегуляции окружающей среды. Повышенная запыленность воздуха рабочей зоны наблюдается при работе шлифовальных станков, при заточке режущего инструмента. Если уровень запыленности помещения превышает предельно-допустимые концентрации, это может привести к профзаболеваниям персонала.
В качестве смазывающе-охлаждающих жидкостей (СОЖ) на производстве преимущественно используются эмульсия, ограниченно - масла, сульфофрезол. Пары СОЖ имеют отрицательное воздействие на здоровье персонала участка. Так аэрозоль нефтяных масел, входящих в состав СОЖ может вызвать раздражение слизистых оболочек верхних дыхательных путей.

5.1.3. Биологические опасные и вредные производственные факторы
К ним относят: патогенные микроорганизмы (бактерии, вирусы, спирохеты, грибы, риккетсии) и продукты их жизнедеятельности, а также микроорганизмы (растения и животные).

5.1.4. Физические опасные и вредные производственные факторы
К ним относятся: движущиеся машины, механизмы, подвижные части производственного оборудования, передвигающиеся изделия (материалы, заготовки), разрушающиеся конструкции, обрушивающиеся горные породы, повышенная или пониженная температура поверхностей с оборудования, материалов; повышенная или пониженная температура воздуха рабочей зоны; повышенный уровень шума, вибрации, ультразвука, инфразвуковых колебаний; повышенное или пониженное барометрическое давление и его резкое изменение; повышенные или пониженные влажность, подвижность, ионизация воздуха; повышенный уровень ионизирующих излучений; повышенное значение напряжения в электрической цепи; повышенные уровни статического электричества; повышенная напряжённость электрического, магнитного полей; отсутствие или недостаток естественного света; недостаточная освещённость рабочей зоны; повышенная яркость света; пониженная контрастность, прямая и отражённая блескость; повышенная пульсация светового потока; повышенные уровни ультрафиолетовой и инфракрасной радиации; острые кромки, заусенцы и шероховатость на поверхности заготовок, инструментов и оборудования; расположение рабочего места на значительной высоте относительно земли (пола); невесомость. Рассмотрим более подробно эти факторы. Требования техники безопасности к оборудованию и производственным процессам. Правильное размещение оборудования - основное звено в организации безопасности работы участка.
Так как проектируемый участок предназначен для производства шатуна двигателя автомобиля ЗИЛ 4314, в его состав входят механическое и сборочное отделение. Технологические линии направлены поперек пролетов (с использованием межколонного пространства). В начале линий находятся площадки для складирования заготовок при поточном производстве, оборудование располагается по ходу технологического процесса с соблюдением норм на расстояние между ним.
В цехе применяется пожаро- и взрывобезопасное оборудование. Конструкции производственного оборудования в целях предупреждения травматизма исключают возможность случайного соприкосновения рабочего с горячими и движущимися частями оборудования.
Токоведущие части оборудования находятся под напряжением опасной величины. В цехе производится обработка деталей на поточной линии, состоящей из металлорежущих станков различных наименований и марок. Все агрегаты согласно ГОСТ 12.2.009 “Станки металлообрабатывающие. Общие требования безопасности” должны быть надёжно ограждены в опасных местах с тем, чтобы исключить возможность получения травмы работающими.
При работе на металлорежущих станках из-за несоблюдения правил безопасности могут произойти несчастные случаи вследствие ранения стружкой, при прикосновении к вращающим патронам, планшайбам и зажимным приспособлениям на них, а также к обрабатываемым деталям.
В процессе резания образуется стружка. Эта стружка является также опасной из-за высокой температуры 500-6000С и кинетической энергии, за счет которой стружка может отлетать от станка на 3-5 м, поэтому травмы от стружки может получать не только рабочий-станочник, но и окружающие люди. От стружки у рабочих-станочников наиболее часты травмы рук, лица, глаз. Наличие на рабочих местах, в проходах и проездах металлической стружки может привести к тяжелым ранениям рук и ног. Уборка стружки непосредственно руками связана с опасностью их травмирования и не должна допускаться.
Электрический ток – один из самых распространённых опасных факторов. Электрический ток, проходя через организм человека, оказывает термическое, электролитическое и биологическое действие. Термическое действие выражается в ожогах отдельных участков тела, нагреве кровеносных сосудов, нервов и других тканей. Электролитическое действие выражается в разложении крови, других органических жидкостей, что вызывает значительные нарушения их физико-химических составов. Биологическое действие выражается в раздражении живых тканей, что сопровождается непроизвольными судорожными сокращениями мышц, а также в нарушении внутренних биологических процессов.
Основные причины несчастных случаев от воздействия электрического тока следующие:
1. случайное прикосновение или приближение на опасное расстояние к токоведущим частям, находящимся под напряжением;
2. появление напряжения на металлических конструктивных частях электрооборудования, корпусах, кожухах и т.п. в результате повреждения изоляции и других причин;
З. появление напряжения на отключенных токоведущих частях, на которых работают люди, вследствие ошибочного включения установки;
4. возникновение шагового напряжения на поверхности земли в результате замыкания провода на землю.
Степень поражения электрическим током зависит от многих факторов: силы тока, времени прохождения тока через организм, характеристики тока, пути тока в теле, состояния организма, условий окружающей среды.
Под вибрацией понимается движение точки или механической системы, при котором происходит поочерёдное возрастание или убывание во времени значений, по крайней мере одной координаты (ГОСТ 24346-80).
Неуравновешенные силовые воздействия возникают вследствие возвратно-поступательного движения, соударения движущихся деталей машины при наличии зазоров, при вращении неуравновешенных масс вращающихся тел. Как правило, рост мощностей и скоростей современных машин сопровождается увеличением производственной вибрации. Последнее определяет важность и актуальность изучения влияния этого производственного фактора на работающих.
Вибрации при работе в цехе могут возникнуть при неправильной установке станков на фундаменте, при неправильном креплении заготовки или режущего инструмента.
По способу передачи на человека различают вибрацию местную (локальную), передающуюся на руки человека, и общую, передающуюся на тело человека.
Вредные воздействия вибрации заключаются в повреждении органов и тканей организма, вызывают головную боль, ухудшение зрения, слуха, повышение утомляемости.
Мероприятия по обеспечению требуемого состояния пожарной безопасности. Пожарная безопасность определяется по характеристикам веществ и материалов, имеющихся в производстве, и может быть обеспечена мерами противопожарной защиты в соответствии со СНиП все производства делятся на 6 категорий (А, Б, В, Г, Д, Е). Проектируемый механосборочный участок относится к категории Д так как в цехе производится обработка несгораемых материалов-металлов и хранение не горючих материалов.
Согласно ГОСТ 12.1.004 пожарная безопасность должна обеспечиваться:
1. системой предотвращения пожара;
2. системой противопожарной защиты;
3. организационно-техническими мероприятиями.
Возможные причины возникновения пожара на участке:
- электрооборудование;
- наличие смазочных материалов на полах участка;
- неосторожное обращение с огнем.
При применении в технологическом процессе горючих веществ и существует возможность их контакта с воздухом, то опасность пожара и взрыва может возникнуть, как в помещении, так и на открытых площадках. Причиной взрыва или пожара на производстве является наличие в помещении горючей пыли и волокон. Большое количество пыли создают агрегаты с механизмом ударного действия, а также установки, работа которых сопряжена с использованием мощных воздушных потоков, или перебросом измельченной продукции. Некоторые осевшие пыли способны к самовозгоранию.
От условий освещенности в цехе и на рабочем месте зависит сохранение зрения работающих, а также безопасность производства, так как недостаточная освещенность может быть причиной несчастных случаев на производстве.
Увеличение освещенности способствует улучшению работоспособности даже в тех случаях, когда процесс труда практически не зависит от зрительного восприятия. При плохом освещении человек быстро устает, работает менее продуктивно, возрастает потенциальная опасность ошибочных действий и несчастных случаев. Кроме того, плохое освещение может привести к профессиональным заболеваниям. Освещение не должно создавать блескости как самих источников света, так и других предметов в пределах рабочей зоны.
Непостоянство естественного света, который может резко меняться даже в течение короткого промежутка времени, вызывает необходимость нормировать естественное освещение с помощью коэффициента естественной освещенности.
Практика показывает, что уровень естественной освещенности в процессе эксплуатации зданий значительно снижается в связи с загрязнением остекленных поверхностей световых проемов, а также загрязнением стен и потолков.

5.2. Предлагаемые мероприятия по улучшению условий труда и выполнению требований производственной санитарии и техники безопасности
1. Для улучшения микроклимата и улучшения теплового режима в цехе необходимо, применять вытяжную вентиляцию, это позволяет уменьшить содержание вредных примесей по ГОСТ 12.1.005.
2. Для предотвращения опасности поражением электрическим током, необходимо электрооборудование окрашивать в яркие цвета и оснащать средствами, препятствующими проникновению людей к токонесущим частям согласно ГОСТ 12.1.030.
3. Необходимо применять звукопоглощающие конструкции ворот, дверей по ГОСТ I2.1.083.
4. Необходимо обеспечить достаточно равномерное распределение яркости.
5. На рабочей поверхности должны отсутствовать резкие тени.
6. В поле зрения должна отсутствовать прямая и отраженная блескость, следует выбирать оптимальную направленность потока.
7. В целях создания и поддержания в рабочей зоне цеха в переходный период года при категории работ средней тяжести, а температуры 20-23°С удовлетворяющей требованиям ГОСТ 12.1.005 следует применять воздушные тепловые завесы на воротах со скоростью выхода воздуха до 20 м/с согласно ГОСТ 12.4.021 и ГОСТ 12.3.025.
8. С целью обеспечения увеличения интенсивного воздухообмена в цехе и выполнения требований ГОСТ 12.1.005 для повышения эффекта вытяжки воздуха за счет силы ветра предназначено применять на вытяжных отверстиях дефлекторы конструкции ЦАГИ согласно ГОСТ 12.4.021.
9. Для улучшения освещенности цеха, улучшения условий труда и снижения травматизма согласно ГОСТ 12.3.025 следует проводить не реже двух раз в год чистку светильников и оконных фонарей. Согласно СНиП 23-05-95.
10. С целью обеспечения безопасности труда и удовлетворения ГОСТ 12.1.019 над заземляющими устройствами следует установить знаки заземления согласно ГОСТ 12.2.009.
11. С целью избежания повреждения электрических проводов от магистрали к шкафам управления станков возможно выполнить проводку в металлических трубах.
12. С целью снижения воздействия электромагнитных полей электрооборудования станков на обслуживающий персонал и вычислительную технику станков, выполняя требования ГОСТ 12.1.006. необходимо установить защитные кожуха снижающие интенсивность полей.
5.2.1. Требования техники безопасности к оборудованию
и технологическим процессам
Для создания условий, обеспечивающих безопасность работы и снижение утомляемости рабочего, в соответствии со стандартом применяются следующие защитные устройства:
1. для уменьшения опасности травматизма от вращающихся и движущихся частей оборудования необходимо использовать защиту по ГОСТ 12.3.025;
2. для защиты от стружки и СОЖ применяют защитные устройства из алюминия толщиной 2 мм, листовой стали толщиной 0,8 мм, при необходимости просматривания применяют смотровые окна, выполняемые из органического стекла толщиной не менее 4 мм;
3. в случае нарушения цикла работы станков, а также в случае неправильного закрепления детали или инструмента, на станках предусмотрены автоматические тормозящие устройства и аварийная самоостановка;
4. станки окрашены в зеленый цвет, опасные части обведены красной линией и имеют предупреждающие надписи;
5. предусмотрен специальный отвод СОЖ;
6. для предотвращения опасности от грузонесущего конвейера, расстояние между ним и рабочим местом не должно быть менее 1,7 м, в соответствии с ГОСТ 12.2.022 “Конвейеры. Общие требования безопасности”, приводные, натяжные и отклоняющие барабаны, натяжные устройства, ременные и другие передачи и.т.п., а также опорные ролики в зонах рабочих мест конвейеров, к которым возможен доступ должны быть ограждены металлическими листами или сеткой. Конструкция ограждения должна быть такой, чтобы его удаление было возможно лишь с помощь инструмента.
7. оборудование установлено на фундамент, тщательно выверено и закреплено в соответствии с ГОСТ 12.3.025. Поточная линия при обработке, на которой образуется мелкая стружка, снабжена автоматическим вымыванием ее из рабочей зоны при помощи СОЖ;
8. Предъявляются требования и к станочным приспособлениям, а их номенклатура на металлорежущих станках очень разнообразна – патроны, пальцы, оправки, разнообразные зажимные приспособления. Все эти приспособления предусматривают периодическое смазывание всех трущихся поверхностей при помощи смазочных отверстий и канавок. Наружные элементы приспособлений не имеют острых углов и кромок, представляющих собой источник опасности и травматизма. Элементы станочных приспособлений выступающих за габариты станка не должны создавать опасности. Требования к станочным приспособлениям выполняются в соответствии с ГОСТ 12.2.009 и ГОСТ 12.2.029;
9. для уменьшения попадания вредных паров из моечных машин в атмосферу надо усилить комбинированную систему вентиляции, более полно герметизировать зоны обработки, применять устройства для отвода паров из зоны обработки;
10. для защиты от стружки рабочему-станочнику необходимо работать в специальных очках или защитных козырьках. Стружку из зоны резания необходимо удалять только специальным крюком.
5.2.2. Мероприятия по обеспечению требуемого
состояния пожарной безопасности
Основными причинами возникновения пожаров на данном участке могут быть:
- неисправность, перегрузка или неправильное устройство электрических установок или сетей;
- нарушение технологического процесса или неисправность производственного оборудования;
- неправильное устройство или неисправность вентиляционных систем;
- самовоспламенение и самовозгорание материалов при неправильном хранении;
- статическое электричество, образующееся от трения ременных передач;
- отсутствие или неисправность молниеотводов;
- неосторожное обращение с огнём и курение в неустановленных местах.
Данный участок механообработки не является взрывоопасным и относится к категории Д. Здание цеха должно строится из несгораемых и трудносгораемых строительных материалов. Внутреннее пространство должно быть разделено на зоны противопожарными преградами. К противопожарным преградам относят противопожарные стены и перекрытия. Эти преграды должны быть стойкими и иметь предел стойкости не менее 4 часов. В качестве огнестойких перекрытий используют сборные железобетонные конструкции, зоны оборудованы водными завесами, которые приводятся в действие как автоматически, так и вручную.
При проектировании здания необходимо предусмотреть организованное движение людей в аварийных условиях. Здание цеха оснащено лестницами, используемыми при эвакуации. Расстояние от удалённого рабочего места до выхода наружу или на лестницу в промышленных зданиях определяется категорией пожарной опасности производства и степенью огнестойкости здания.
Из первичных средств пожаротушения на участке имеются огнетушители. Ответственность за соблюдение мер противопожарной безопасности лежит на руководителе предприятия, но рабочие и служащие предприятия должны знать правила пожарной безопасности и строго их соблюдать.
5.2.3. Актуальные проблемы по охране окружающей среды
Вредное воздействие на окружающую среду определяется как воздействия, которые по своим видам, размерам и времени воздействия, могут вызвать опасность для здоровья, опасность для окружающей среды или являться помехой общественности.
Вредное воздействие на окружающую среду можно подразделить на: воздействие на атмосферу, воздействие на почву, воздействие на воду, энергетические выбросы.
Загрязнение воздуха, изменяет естественное состояние воздуха за счет попадания в него посторонних веществ (вредных) эти вещества встречаются в воздухе в виде: пыли, аэрозолей, пара, газов. Пары и газы образуют с воздухом – смеси, а твердые и жидкие частицы вещества дисперсной системы – аэрозоли, которые делятся на: пыль, дым, туманы.
Поступление в воздух того, или иного вредного вещества зависит от технологического процесса, используемого сырья, а также от промежуточного и конечного продукта.
Оценка экологичности и предлагаемые мероприятия по защите окружающей среды: на участках производства при обработке на металлорежущих станках происходит выделение стружки, туманов масел и эмульсий, которые через вентиляционные отверстия, выбрасываются из помещения. В процессе механообработки применяется СОЖ, в связи с этим основными направлениями охраны окружающей среды является очистка воздуха, при выбросе его в атмосферу, регенерация СОЖ, переработка стружки и очистка промышленных вод. Также не маловажное значение имеет защита от шумового загрязнения.
Загрязнение сточных вод минеральными маслами и другими нефтепродуктами происходит при процессах обработки металлов резанием, а также за счет утечек из систем смазки, и охлаждения металлорежущего оборудования. Однако при нормальной работе локальных очистных сооружений снижается загрязненность сточных вод нефтепродуктами на 80%.
1. Мероприятия по очистке воздуха:
Обработка металлов на станках сопровождается выделением стружки, туманов масел и эмульсий, которые через вентиляционные отверстия выбрасываются из помещения. Очистка может быть грубой, средней и тонкой. При грубой очистке воздуха задерживается крупная пыль (с размером частиц более 50 мкм). Такую очистку можно использовать, например, как предварительную для сильно запыленного воздуха при много ступенчатой очистке. При средней очистке задерживается пыль с размером до 50 мкм, а при тонкой с размером менее 10 мкм. Для грубой и средней очистки используют пылеуловитель, действие, которого основано на использовании сил тяжести или инерционных сил для отделения частиц примесей от воздуха при изменении скорости движения (пылеосадительные камеры) и направление его движения (циклоны, инерционные, жалюзные и ротационные пылеуловители). Для очистки воздуха от туманов кислот, масел и других жидкостей используются волновые и сеточные туманоуловители, принцип действия которых основан на осаждении капель смазывающей жидкости на поверхности пор с последующим стеканием жидкости под действием сил тяжести. Волокновые слои формируются набивкой стекловолокна Ø7-30 мкм, или полимерных волокон (лавсан, ПВХ, полипропилен) Ø12-40 мкм. Толщина слоя составляет 50-150 мкм. Наибольшее применение для очистки воздуха от пыли с размером частиц больше 10 мкм получили циклоны. Их устройство простое и эксплуатация не сложная.
Циклоны применяются для очистки воздуха от сухой не волокнистой пыли. Пылеотделение основано на принципе центробежной сепарации. Попадая в циклон по касательной через входной патрубок, воздушный поток приобретает вращательное движение по спирали и вниз по конической части корпуса, выходит наружу через центральную трубу. Под действием центробежных сил частицы отбрасываются к стенке циклона, а оттуда в пылесборник. Так как эффективность очистки увеличивается при уменьшении диаметра циклона, то обычно вместо одного циклона большего размера ставят два и более циклонов меньшего размера.
2. Мероприятия по очистке промышленных вод:
Не имеющие вредных примесей бытовые и производственные сточные воды, поступают в городскую канализацию, очищаются и обезвреживаются на полях орошения, полях фильтрации или на современных канализационных станциях, где они подвергаются механической биологической и химической очистке и отстою. Очищенные сточные воды поступают в естественные водоемы. На участке производства шатуна применяется моечная машина для промывки изделий. Вода в этих машинах используется по замкнутому циклу. После использования вода попадает в систему труб по которым она стекает в бак для использованной воды. Затем насосами перекачивается в бак через фильтр, который очищает от механических примесей, после этого вода попадает во флотационные установки для очистки от нефтепродуктов, жиров и других не растворимых в воде веществ. После чего очищенная вода перекачивается в систему труб, по которым она снова подается к моечным машинам. Используя вторично воду в производстве мы не загрязняем окружающую среду и экономим чистую воду.
5.2.4. Расчёт и исследование производственного шума.
Повышенный уровень шумов в цехе является следствием работы трансформаторов в электроустановках, резких звуков высоких тонов в зубчатых передачах станков, шумов в узлах трения, в зоне контакта инструмент-деталь. Шумы возрастают и имеют неприятный звуковой характер при износе машин, при затуплении режущего инструмента. Шум приводит к нарушению речевой связи, органов слуха и центральной нервной системы, вызывает чувства неудобства и раздражительности, повышенной утомляемости. Пространство, в котором распространяются звуковые волны, называется звуковым полем. Давление и скорость движения частиц воздуха в каждой точке звукового поля изменяются во времени. В результате колебаний, создаваемых источником звука, в воздухе возникает звуковое давление, которое накладывается на атмосферное.
Шум, возникающий при работе станка, может оказывать психологическое воздействие на работающего или какие-либо индивидуальные последствия. В данном случае имеется в виду опасность возникновения заболеваний, таких как гипертоническая болезнь, неврозы и т.д., возникающие вследствие перенапряжения нервной системы в процессе труда. Сильный шум вредно отражается на здоровье человека и его работоспособности. Звуковые колебания могут восприниматься не только ухом, но и непосредственно через кости черепа (костная проводимость). Продолжительное воздействие производственного шума может привести к ухудшению слуха, а иногда и к глухоте, нарушению пищеварения.
Шум - один из наиболее распрост¬раненных неблагоприятных физи-ческих факторов окружающей среды, приобретающих важное социально-гигиеническое значение, в связи с урбанизацией, а также механизацией и автоматизацией технологических процессов, дальнейшим развитием дизелестроения, реактивной авиации, транспор¬та.
Механизм действия шума на организм сложен и не¬достаточно изучен. Когда речь идет о влиянии шума, то обычно основное внимание уделяют состоянию органа слуха, так как слу¬ховой анализатор в первую очередь воспринимает звуковые коле¬бания и поражение его является адекватным действию шума на организм. Наряду с органом слуха восприятие звуковых колеба¬ний частично может осуществляться и через кожный покров ре-цепторами вибрационной чувствительности. Имеются наблюдения, что люди, лишенные слуха, при прикосновении к источникам, ге¬нерирующим звуки, не только ощущают последние, но и могут оце¬нивать звуковые сигналы определенного характера.
Шум, создаваемый промышленным предприятием, недолжен превышать предельно допустимых спектров. На предприятиях могут работать механизмы, являющиеся источником инфразвука (двигатели внутреннего сгорания, вентиляторы, компрессоры и др.). Допустимые уровни звукового давления инфразвука установлены санитарными нормами. Технологическое оборудование ударного действия (молоты, прессы), мощные насосы и компрессоры, двигатели являются источниками вибраций в окружающей среде. Вибрации распространяются по грунту и могут достигать фундаментов общественных и жилых зданий.
Источники шума по его физической природе подразделяют на источники механического, аэродинамического, гидродинамического и электромагнитного шума. В зависимости от места расположения источника проводится акустический расчет:
- при размещении источника на открытом пространстве;
- в помещении,
Интенсивность шума на открытом пространстве определяется зависимостью:

J=PФ/(SK),

где Р – звуковая мощность источника, S – площадь поверхности, на которую распределяется звуковая энергия, К – коэффициент ослабления шума на пути распространения, Ф – фактор направленности.
Интенсивность шума в помещении определяется зависимостью:

J= Jпр +Jотр = PФ/S + 4P/В,

где Jпр ,Jотр - интенсивность прямого звука от источника и интенсивность отраженного от стен звука, В=A/(1-Хср) – постоянная помещения, А= Хср Sпов – эквивалентная площадь звукопоглащения, Хср – средний коэффициент звукопоглащения поверхностей ограждений помещения площадью Sпов .
Меры защиты от шума:
- уменьшение звуковой мощности источника;
- звукопоглощение;
- звукоизоляция;
- рациональное размещение источника шума.
1. Звукопоглощение основано на переходе энергии колеблющихся частиц
воздуха в теплоту за счет потерь на трение в порах материала. Характеристикой звукопоглощающих свойств материала служит коэффициент звукопоглощения (α):
α =Рпог/Рпад ,
где Рпог, Рпад - звуковая энергия, соответственно поглощенная и падающая на поверхность материала. Звукопоглощающими материалами считаются материалы с α более 0,2. У материалов с развитой пористой структурой (незамкнутые поры) величина α достигает 0,6 – 0,9. К таким материалам относятся минеральная вата, стекловолокно, древесноволокнистые плиты и т.п
Использование звукопоглощения для снижения шума в помещении именуется акустической обработкой помещения. Акустическая обработка помещения осуществляется различными методами:
- облицовка внутренних поверхностей помещений звукопоглощающими материалами;
- подвеска на потолочные перекрытия звукопоглотителей, выполненных из звукопоглощающего материала.
Расчет средств звукопоглощения в помещениях.
Расчет ведем на участке механической обработки крышки шатуна автомобиля ЗИЛ 4314. На данном участке находится 4 протяжных, 2 сверлильных, 1 фрезерный и 2 плоскошлифовальных станка.
Выбираем расчетную точку. Определяем расстояние от расчетной точки до станков.
R1=13,8 м R6=12,3 м
R2=8,5 м R7=15 м
R3=3,5 м R8=26 м
R4=5,1 м R9=29м
R5=9,5 м
Определяем уровень звуковой мощности LРА, дБА.
LР1=102 дБА LР6=102 дБА
LР2=102 дБА LР7=97 дБА
LР3=102 дБА LР8=102 дБА
LР4=102 дБА LР9=102 дБА
LР5=102 дБА
- площадь воображаемой поверхности правильной геометрической формы окружающей ИШ
S1=1196 м2 S6=950 м2
S2=454 м2 S7=1413 м2
S3=77 м2 S8=4245 м2
S4=163 м2 S9=3925 м2
S5=567м2
Октавные УЗД определяются по формуле:



В=229 –постоянная помещения, при = 0,12
L1=85 дБА L6=81 дБА
L2=87 дБА L7=84 дБА
L3=86 дБА L8=85 дБА
L4=92 дБА L9=85 дБА
L5=85 дБА

дБА
=80 дБА
> , следовательно требуется облицовка.
Принимаем = 0,93, при этом В=22320

L1=77 дБА L6=67 дБА
L2=80 дБА L7=69 дБА
L3=80 дБА L8=69 дБА
L4=76 дБА L9=73 дБА
L5=73 дБА
дБА
Благодаря звукопоглощающей облицовки из пористо-волокнистых материалов, мы добились снижения УЗД, что свидетельствует о ее высокой эффективности в области снижения шума.

 

 

 

 

 

 

 

ВЫВОДЫ

1. В дипломном проекте разработан усовершенствованный технологический процесс обработки шатуна и крышки шатуна автомобиля мод. ЗИЛ 4314 с применением сборной круглой протяжки с твердосплавными пластинами взамен быстрорежущей;
2. Спроектирована конструкция твердосплавной протяжки 65,5 для обработки полуотверстия шатуна и крышки на операции протягивания, обеспечивающая стойкость порядка 1 млн. деталей;
3. В специальном вопросе приведены результаты анализа производительности съема металла при лезвийной обработке, существующих способов протягивания, а также технологические исследования, позволяющие управлять процессом обработки. Протягивание – один из самых производительных методов механической обработки.
4. Выполнен расчет экономической эффективности, от применения новой конструкции протяжки повышенной стойкости, который составил 204653,11 рублей;
6. В разделе безопасность жизнедеятельности был проведен анализ производственного шума, на участке обработки крышки шатуна. За счет применения звукопоглощающей облицовки уровень шума был снижен на 35 дБА.

 

 

 

ЛИТЕРАТУРА

1. Егоров М.Е., Дементьев В.И., Дмитриев В.Л. Технология машиностроения. – М.: Высшая школа, 1976. – 534 с.
2. Ховах М.С. Автомобильные двигатели. – М.: Машиностроение, 1977.
3. Сахаров Г.Н., Арбузов О.Б. и др. Металлорежущие инструменты: Учебник для вузов – М.: Машиностроение, 1989. – 328 с.
4. Попык К.Г. Конструирование и расчет автомобильных и тракторных двигателей. – 2-е изд. – М.: Высшая школа, 1973. – 400 с.
5. Луканин В.Н., Морозов К.А., Хачиян А.С. и др. Двигатели внутреннего сгорания. В 3 кн. Кн. 1. Теория рабочих процессов: Учебник для вузов. – 2-е изд. – М.: Высшая школа, 2005. – 479 с.
6. Луканин В.Н., Алексеев И.В., Шатров М.Г. и др. Двигатели внутреннего сгорания. В 3 кн. Кн. 2. Динамика и конструирование: Учебник для вузов. – 2-е изд. – М.: Высшая школа, 2005. – 400 с.
7. Режимы резания металлов: Справочник/Под ред. Ю.В. Барановского – 3-е изд. – М.: Машиностроение, 1972.
8. Гурин Ф.В., Клепиков В.Д., Рейн В.В. Технология автотракторостроения: Учеб. для вузов. – 2-е изд. – М.: Машиностроение, 1981. – 295 с.
9. Нефедов Н.А., Осипов К.А. Сборник задач и примеров по резанию металлов и режущему инструменту: Учеб. пособ. – 3-е изд. – М.: Машиностроение, 1990. – 448 с.
10. Режимы резания металлов: Справочник/Под ред. А.Д. Корчемкина – 4-е изд. – М.: НИИТавтопром, 1995. – 456 с.
11. Справочник технолога-машиностроителя/Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. – 4-е изд. – М.: Машиностроение, 1985. – Т.1-2.
12. Ковка и штамповка: Справочник. В 4 т./Под ред. Е.И. Семёнова. – М.: Машиностроение, 1985. – Т.1-2.
13. Корсаков В.С. Основы конструирования приспособлений: Учеб. для вузов. – 2-е изд. – М.: Машиностроение, 1983. – 277 с.
14. Ганенко А.П. Оформление текстовых и графических материалов при подготовке дипломных проектов, курсовых и письменных экзаменационных работ: Учеб. пособие для сред. проф. образования. – 2-е изд. – М.: Академия, 2003. – 336с.
15. Демина Л.М. Пояснительная записка дипломного проекта: Методические рекомендации. – М.: РИЦ МГИУ, 2002.
16. Семенов Е.И. Ковка и объемная штамповка: Учеб. для вузов. – М.: Высшая школа, 1972. – 352 с.
17. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. В 4 т./Под ред. Н.Н. Жестковой. – М.: Машиностроение, 1999.
18. Ипатов М.И., Туровец О.Г. Экономика, организация и планирование технической подготовки производства. – М.: Высшая школа, 1987.
19. Зайцев В.А. Организация и планирование на предприятии: Методические указания. – М.: РИЦ МГИУ, 2003.
20. Разумов И.М. Организация, планирование и управление предприятием машиностроения. – М.: Машиностроение, 1982.
21. Резчиков Е.А. Безопасность жизнедеятельности: Учебное пособие. – М.: РИЦ МГИУ, 2001. – Т.1-2.
22. Белов С.В., Ильницкая А.В. и др. Безопасность жизнедеятельности: Учебник для вузов. – М.: Высшая школа, 1999. – 448 с.
23. Кукин П.П., Лапин В.Л. и др. Безопасность технологических процессов и производств. Охрана труда. – М.: Высшая школа 1999. – 318 с.

 

 

 




Комментарий:

Дипломная работа - отлично!


Рекомендовать другу
50/50         Партнёрка
Отзывы