Совершенствование технологического процесса изготовления червячного колеса редуктора c использованием станка с ЧПУ
Дипломная
работа по теме:
«Совершенствование
технологического процесса изготовления червячного колеса редуктора c
использованием станка с ЧПУ»
Введение
червячный колесо припуск
программа
Машиностроение - это важнейшая комплексная
отрасль обрабатывающей промышленности, которая включает в себя станкостроение,
приборостроение, энергетическое, металлургическое, химическое,
сельскохозяйственное машиностроение, электротехническую промышленность, а также
радиоэлектронику и вычислительную технику. Эта отрасль отличается от других
целым рядом особенностей, непосредственно влияющих на его географию. Главное -
это наличие общественной потребности в продукции, квалифицированных трудовых
ресурсов, собственного производства или возможности поставки конструкционных
материалов и электроэнергии. Сложно представить себе современное машиностроение
без широкого внедрения научных разработок. По этой причине производство
наиболее сложной современной техники (компьютеров, всевозможных роботов)
концентрируется в районах и центрах, обладающих высокоразвитой научной базой:
крупными НИИ, конструкторскими бюро.
Перед технологами-машиностроителями стоят задачи
дальнейшего повышения качества машин, снижения трудоемкости, себестоимости и
материалоемкости их изготовления, внедрения поточных методов работы,
механизации и автоматизации производства, а также сокращения сроков подготовки
производства новых объектов.
Технический прогресс в машиностроении
характеризуется не только улучшением конструкций машин, но и непрерывным
совершенствованием технологии их производства. Важно качественно, дешево и в
заданные плановые сроки с минимальными затратами живого и общественного труда
изготовить машину, применив высокопроизводительное оборудование,
технологическую оснастку, средства механизации и автоматизации производства. От
принятой технологии производства во многом зависит надежность работы
выпускаемых машин, а также экономика их эксплуатации. Совершенствование
технологии машиностроения определяется потребностями производства необходимых обществу
машин. Развитие новых прогрессивных технологических методов способствует
конструированию более совершенных машин, снижению их себестоимости и уменьшению
затрат труда на их изготовление.
Предметом технологии машиностроения является
учение об изготовлении машин заданного качества в установленном программой
выпуска количестве при наименьших затратах материалов, минимальной
себестоимости и высокой производительности труда, облегченного в максимальной
степени и безопасного.
Одной из главных задач технологии машиностроения
является изучение закономерностей протекания технологических процессов и
выявление параметров, воздействуя на которые можно интенсифицировать
производство и повысить его точность. Знание этих закономерностей является
основным условием рационального проектирования технологических процессов и
применения электронных вычислительных машин, обеспечивающих сокращение сроков
проектирования, облегчение труда технологов, и получение оптимальных вариантов
проектируемых технологических процессов. Лишь на базе этих закономерностей
может решаться задача автоматизации производства. В каждом конкретном случае
принятый вариант автоматизации должен подтверждаться точными технологическими и
экономическими расчетами.
Как прикладная наука технология машиностроения
имеет большое значение в подготовке специалистов для машиностроительных
промышленности. Она вооружает их знаниями, необходимыми для повседневной и
творческой деятельности по разработке прогрессивной технологии и созданию
конструкций машин, позволяющих применить при их производстве
высокопроизводительные технологические методы.
В современных механизмах и машинах -
автомобилях, самолетах, станках, тракторах, приборах - зубчатые передачи
получили больше распространение. Вследствие повышения окружной скорости,
передачи высоких нагрузок, увеличения плавности работы механизмов и машин
значительно ужесточились требования к качеству изготовления и надёжности
зубчатых передач.
Изготовление зубчатых колес представляет сложную
и трудоёмкую отрасль производства в машиностроении. Технология изготовления
зубчатых колес должна обеспечивать высокую долговечность передач и максимальное
снижение трудоёмкости. Точность изготовления зубчатого колеса должна
соответствовать условиям работы зубчатой передачи.
1. Технологическая часть
.1 Условия работы изделия
Колесо червячное входит в зацепление с червячным
валом редуктора привода лифта. Привод закреплен в машинном помещении. Крутящий
момент от электродвигателя (1,2 кВт) передается редуктору через муфту и
тормозное устройство. В редукторе колесо червячное установлено на валу с
помощью шпонки. Вал вращается на подшипниках, запрессованных в корпус
редуктора. Колесо червячное передает крутящий момент ведущей звездочке. А
звездочка поднимает (опускает) кабину. Для этого используется цепь ПР-25,4-60
ГОСТ 13568-97. Нагрузки при работе редуктора небольшие, так как
грузоподъемность лифта 100 кг, скорость движения кабины 0,3 м/мин, а
максимальная высота подъема 15 метров. Но жесткие требования придаются
плавности и бесшумности хода, а также точности остановки (±15 мм.) вследствие
чего требуется большая точность механической обработки, а также чистота
поверхности зубьев червячного колеса.
Анализируя чертёж червячного колеса, можно
отметить, что поверхности, являющиеся базовыми, при установке колеса в редуктор
обработаны наиболее точно и имеют значения допусков на размеры соответствующие:
у отверстия 6 квалитету с шероховатостью Ra 0,63, а у торцов ступицы 9
квалитету с шероховатостью 2,5 Ra, из чего можно сделать вывод, что получение размеров,
соответствующих этим значениям можно достичь используя станки нормального
класса точности, с использование стандартного инструмента.
Исходя из таблицы параметров зубчатого колеса,
расположенной на чертеже детали, можно отметить, что зубчатое колесо имеет 8
степень точности по ГОСТ 3675-81, достичь которую можно используя на операциях
зубообработки станки нормальной точности.
Рис. 1.1
1.2 Анализ технических условий на
изготовление изделия
Качество продукции - совокупность свойств
продукции, обуславливающих ее пригодность удовлетворять определенные
потребности в соответствии в ее назначением (ГОСТ 15467-79). В современных
условиях качество продукции охватывает не только потребительские, но и
технологические свойства, конструкторско-художественные особенности,
надежность, уровень стандартизации и унификации деталей и узлов и др.
Поскольку червячное колесо является
ответственной деталью, то к точности исполнения размеров предъявляются
повышенные требования. Базой для проточки сферы и нарезания зубьев является
отверстие Ф 50 Н7 (+0,025) со шпоночным пазом 16 JS9 (±0,021). Шероховатость
поверхности отверстия Ra 0,63. Допуск полного торцевого биения торцов колеса а
также допуск радиального биения зубчатого венца составляет 0,03 мм.
Геометрические размеры колеса соответствуют 7-му классу точности. Шероховатость
поверхности торцов - Ra 2,5, выдерживается после токарной операции, а
шероховатость поверхности зубчатого венца - Ra 0,63 после операции
зубофрезерования.
В качестве получения заготовки берутся две
заготовки: трубный бронзовый прокат из бронзы Бр. 010Ф1 ГОСТ 613-79 и круглый
прокат из стали Ст3пс3-II ГОСТ 535-88, которые обеспечивают получение
минимальных припусков под механическую обработку, что сложно добиться при
использовании других методов получения заготовок, учитывая специфическую
конфигурацию изделия.
Рис. 1.2
Применение стали 3 обеспечивает её хорошую
обрабатываемость, что способствует выполнению заданных технических условий, а
также шероховатости поверхности при механической обработке, с использованием
стандартных инструментов.
По ГОСТ 535-88 марка стали 3 определяется
содержанием углерода в сотых долях процента (0,03%).
Механические свойства стали 3:
.Временное сопротивление при растяжении: не
менее 480 МПа
.предел текучести 245 МПа
.твердость НВ 156.
По ГОСТ 613-79 марка Бр.010Ф1 определяется
содержанием олова с сотых долях процента (0,10%) и фосфора (0,01%).
Механические свойства Бр.010Ф1:
Временное сопротивление при растяжении: не менее
215 МПа.
Относительное удлинение после разрыва 3%.
Твердость НВ 735.
1.3 Определение типа и
организационной формы производства
В машиностроении различают три типа
производства: массовое, серийное и единичное и два метода работы: поточный и
непоточный.
В массовом производстве изделия изготавливают
непрерывно в относительно больших количествах и в течение продолжительного
(нескольких лет) времени. Характерным признаком массового производства
является, однако, не количество выпускаемых изделий, а выполнение на
большинстве рабочих мест только одной закрепленной за ними постоянно
повторяющейся операции. Продукция массового производства - это изделия узкой
номенклатуры и стандартного типа, выпускаемые для широкого сбыта потребителю. Такой
продукцией являются автомобили, тракторы, велосипеды, электродвигатели, швейные
машины и т. п.
В серийном производстве изготавливают партии
деталей и серии изделий, регулярно повторяющиеся через определенные промежутки
времени. Серийное производство многономенклатурное; его характерный признак -
выполнение на большинстве рабочих мест по несколько периодически повторяющихся
операций. Продукцией серийного производства являются машины установившегося
типа (металлорежущие станки, стационарные двигатели внутреннего сгорания,
насосы, компрессоры, оборудование для пищевой промышленности и т. п.),
выпускаемые в значительных количествах.
В единичном производстве выпускают изделия
широкой номенклатуры в относительно малых количествах и часто индивидуально;
поэтому оно должно быть универсальным и гибким для выполнения различных
заданий. Изготовление изделий либо совсем не повторяется, либо повторяется
через неопределенные промежутки времени. Характерным признаком единичного
производства является выполнение на рабочих местах разнообразных операций.
Продукция единичного производства - машины, не имеющие широкого применения и
изготовляемые по индивидуальным заказам, предусматривающим выполнение
специальных требований. К ним относятся также опытные образцы машин в различных
отраслях машиностроения. Единичное производство характерно для тяжелого
машиностроения, продукцией которого являются крупные гидротурбины, уникальные
металлорежущие станки, прокатные станы и другое оборудование.
Так же тип производства можно определить,
используя коэффициент закрепления операций:
,
где О - число всех технологических
операций, подлежащих выполнению в производственном подразделении в течении
месяца;
Р - число рабочих мест;
Для мелкосерийного производства: Кзо
= 21…40;
для среднесерийного: Кзо = 11...20;
для крупносерийного: Кзо = 1....10;
для массового: Кзо = 1.
Программа выпуска червячного колеса
1000 шт. Рабочие, закрепленные за операциями по изготовлению червячного колеса,
изготавливают и другие детали, коэффициент закрепления операций равен примерно
30, следовательно производство червячного колеса является мелкосерийным, а
метод работы поточным, поскольку поштучное перемещение обрабатываемых заготовок
от одного рабочего места к другому происходит в соответствии с
последовательностью операций технологического процесса.
На Щербинском лифтостроительном
заводе цех механической обработки выпускает детали для всех лифтов.
Пассажирские и грузовые лифты грузоподъемностью до 1000 кг. являются
крупносерийными. Их завод выпускает около 800 в месяц. Всего завод сегодня
выпускает около 1000 лифтов в месяц. Оставшиеся 200 лифтов: малые грузовые (наш
лифт - Лифт грузовой малый-0125), являющиеся мелкосерийными; а также лифты
больничные, военные, эксклюзивные и др. - выполняющиеся по спецзаказу -
являются единичными.
В приводе малого грузового лифта
используется цепь и червячный редуктор. В приводах остальных лифтов
используется лебедка с канатоведущим и отводным шкивами, а кабина подвешена на
тросах.
Поэтому приводов с цепью, а
следовательно и редукторов с червячной парой, на заводе изготавливается
немного.
1.4 Анализ технологичности
конструкции изделия
Совершенство конструкции машины
характеризуется её соответствием современному уровню техники, экономичностью и
удобствами в эксплуатации, при этом стоит учитывать возможности использования
наиболее экономичных и производительных технологических методов ее изготовления
применительно к заданному объему выпуска и условиям производства.
Конструкцию машины, в которой эти
возможности полностью учтены, называют технологичной. Оценку технологичности
конструкции данной машины, по сравнению с другой (лучшего отечественного или
зарубежного образца) производятся, сопоставляя их трудоемкость, себестоимость и
материалоемкость. Дополнительную оценку производят по степени унификации марок
материалов, унификации и нормализации элементов изделия, рациональности
разделенения его на конструктивные и технологические элементы, достигнутому
уровню взаимозаменяемости элементов изделия, массе машины, конструктивной
преемственности оригинальных деталей и составных частей изделия, шероховатости
поверхностей деталей изделия, возможности сокращения сроков подготовки и
освоения производства изделия, а также возможности автоматизации его
изготовления. Выбор показателей технологичности производится с учетом
требований ГОСТ 14.201-73(обеспечение технологичности конструкции изделии).
Технологичность конструкции одной и
той же машины будет разной для различных типов производства. Изделие,
достаточно технологичное в единичном производстве, может быть мало
технологичным в поточно-массовом и совершенно нетехнологичным в
поточно-автоматизированном производстве. Технологичность конструкции одного и
того же изделия будет разной для заводов с различными производственными
возможностями. Если в единичном производстве используют станки с программным
управлением или другое переналаживаемое автоматическое оборудование, то
характеристика технологичности конструкции выпускаемых изделий для этих условий
может измениться по сравнению с условиями единичного производства, оснащенного
универсальным оборудованием. Развитие производственной техники изменяет уровень
технологичности конструкции. Ранее нетехнологичные конструкции могут стать
вполне технологичными при новых методах обработки.
Технологичность конструкции нельзя
рассматривать изолированно без взаимной связи и учета условий выполнения
заготовительных процессов, процессов обработки, сборки и контроля. Отработанная
на технологичность конструкция заготовки не должна усложнять последующую
механическую обработку. В то же время отработку на технологичность конструкции
заготовки следует производить с учетом выполнения заготовительных процессов и
сборки, стремясь получить наименьшую трудоемкость и наименьшую себестоимость
изготовления машины в целом.
Улучшением технологичности
конструкции можно увеличить выпуск продукции при тех же средствах производства.
Трудоемкость машин нередко удается сократить на 15 - 25% и более, а
себестоимость их изготовления на 5 - 10%. По отдельным деталям эти показатели
можно повысить еще больше. Недооценка технологичности конструкции часто
приводит к необходимости корректировки рабочих чертежей после их составления,
удлинению сроков подготовки и дополнительным издержкам производства.
Понятие технологичности конструкции
машин распространяйте только на область производства, но и на область их
эксплуатации. Конструкция машин должна быть удобной для обслуживания и ремонта.
Последнее важно, поскольку затраты на все виды ремонта часто превышают
себестоимость изготовления новых изделий. Повышение ремонтопригодности изделия
обеспечивается легкостью и удобством его разборки и сборки, осуществлением
принципа узловой смены и узлового ремонта элементов изделия, введением в
конструкцию сменных изнашиваемых деталей, а также возможностью восстановления
наиболее сложных деталей.
При конструировании машин необходимо
предусматривать использование технологических методов, повышающих их
надежность. Конструкцию изделия лучше отрабатывать на технологичность в
процессе создания самой конструкции. При этом достигается деловой контакт и
творческое содружество конструкторов и технологов.
Общие требования к деталям машин.
Возможность применения прогрессивных технологических методов определяется
конструкцией деталей машин. При конструктивном оформлении деталей нужно
учитывать ряд технологических требований. Соблюдение этих требований уменьшает
производственные трудности, сокращает цикл производства, повышает
производительность труда и снижает себестоимость деталей машин. Эти требования
диктуются как технологией производства заготовок, так и технологией их
последующей обработки. Особое значение приобретают вопросы технологичности
конструкции при обработке деталей на станках с программным управлением, агрегатных
станках, автоматах, и полуавтоматах, а также автоматических линиях.
Конструирование является творческим
процессом, поэтому дать общие для всех случаев правила конструирования деталей
машин не представляется возможным. Общую задачу можно сформулировать следующим
образом. Конфигурация детали должна быть простой, обусловливающей возможность
применения высокопроизводительных технологических методов, и предусматривать
удобную, надежную базу для установки заготовки в процессе обработки. В тех
случаях, когда такая база не обеспечивается, должны быть предусмотрены
специальные элементы (приливы, бобышки, отверстия) для базирования и
закрепления заготовки. При необходимости эти элементы могут быть удалены после
обработки. Заданные точность и шероховатость поверхностей детали должны быть
строго обоснованы ее служебным назначением. Необоснованно завышенные требования
к точности и шероховатости вынуждают вводить дополнительные операции, удлиняют
цикл обработки, увеличивают трудоемкость обработки и повышают себестоимость
детали.
Стандартизация и унификация деталей
и их элементов способствуют уменьшению трудоемкости процессов производства и
снижению себестоимости деталей в связи с увеличением серийного выпуска и
унификацией станочных наладок.
Требования к механической обработке.
Требования к обработке можно
сформулировать следующим образом.
. Сокращать объем механической
обработки, уменьшая протяженность обрабатываемых поверхностей, предусматривать
допуски только на размеры поверхностей сопряжения.
. Повышать точность выполнения
заготовок, так как объем обработки резанием при этом может быть значительно
сокращен. При выборе материала детали назначать материал, обладающий лучшей
обрабатываемостью, учитывая, что скорость резания в этом случае может быть
повышена.
. Предусматривать возможность
удобного и надежного закрепления заготовки на станке. Повышать жесткость
заготовки, что уменьшает ее деформации от сил резания и закрепления, позволяет
увеличивать режимы резания и одновременно использовать несколько режущих инструментов
путем совмещения переходов обработки.
. Предусматривать возможность
удобного подвода высокопроизводительного режущего инструмента к обрабатываемой
поверхности. Сокращать путь врезания инструментов и уменьшать вспомогательное
время, предусматривая конструкции, допускающие возможность одновременной
установки нескольких заготовок для обработки. Для обработки на проход
предусматривать выход режущего инструмента.
. Обеспечивать удобные и надежные
базирующие поверхности для установки заготовок в процессе их обработки;
соответствующей простановкой размеров предусматривать совмещение
технологических и измерительных баз, а также соблюдение принципа постоянства
баз.
Выбор измерительных баз и
простановка размеров должны обеспечивать наибольшие удобства, надежность и
производительность контроля, возможность применения простых по конструкции
контрольно-измерительных инструментов и приспособлений, а также проверки
нескольких размеров заготовки при одной ее установке. При простановке размеров
следует учитывать особенности промежуточного и окончательного контроля,
осуществляемого как на контрольных постах, так и непосредственно на станке.
Простановка размеров должна быть
увязана с последовательностью выполнения и содержанием операций обработки.
Нельзя координировать несколько необработанных поверхностей относительно
обрабатываемой. Необработанные поверхности нужно координировать между собой и
задавать только один размер от необработанной поверхности до обрабатываемой. Не
рекомендуется проставлять размеры от линии построения, осей, острых кромок и
поверхностей, от которых измерение деталь затруднено. Недопустима простановка
размеров, проверка которых связана с выполнением подсчетов и косвенных методов
контроля.
Таблица 1.1 - Виды поверхностей
|
Наружные
поверхности вращения
|
Ступенчатые
поверхности должны иметь минимальный перепад диаметров. При больших перепадах
применяют высадку головок, фланцев или используют составные конструкции для
уменьшения объема обработки резанием и расхода металла. Не рекомендуется
делать кольцевые канавки на торцах, особенно со стороны стержня, так как они
трудоемки в обработке, и выступы, не вписывающиеся в контур поперечного
сечения детали. Элементы тел вращения унифицируют для использования одних и
тех же многорезцовых наладок. Рекомендуется заменять переходные поверхности
фасками. Сферические выпуклые поверхности делают со срезом перпендикулярно
оси, в местах сопряжения точных поверхностей предусматривают выход
инструмента
|
|
Отверстия
|
На
деталях предусматривают сквозные отверстия, так как обрабатывать их легче,
чем глухие. Конфигурация глухих отверстий должна быть увязана с конструкцией
применяемого инструмента (зенкера, развертки), имеющего коническую заборную
часть и образующего у дна отверстия переходную поверхность, а расстояния
между отверстиями назначают с учетом возможности применения многошпиндельных
сверлильных головок. Расположение и размеры отверстий во фланцах унифицируют
с целью применения многошпиндельных головок. Во избежание поломки сверл при
сверлении поверхности на входе и выходе инструмента должны быть
перпендикулярны оси отверстий. Для одновременной обработки нескольких
отверстий, расположенных на одной оси, рекомендуется последовательно
уменьшать размеры отверстий на величину, превышающую припуск на обработку
предшествующего отверстия (ступенчатое расположение отверстий). У дна точных
глухих отверстий предусматривают канавку для выхода инструмента. Нужно
избегать отверстий с непараллельными осями, а также глухих отверстий,
пересекающихся с внутренними полостями. В последнем случае предпочтительно
делать сквозное отверстие с заглушкой. Цекование торцов отверстий лучше
заменять точением или фрезерованием. Рекомендуется избегать растачивания
канавок в отверстиях на сверлильных и агрегатных станках; вместо выточек
рекомендуют литые выемки.
|
|
Резьба
|
В
нарезаемом отверстии рекомендуется делать заходную фаску. При сквозных
резьбовых отверстиях улучшаются условия работы режущего инструмента. При
нарезании резьбы метчиком в глухом отверстии без канавки, а также при
нарезании резьбы на концах валиков должен предусматриваться сбег резьбы. При
резьбофрезеровании канавки для выхода фрезы необязательны. Резьба должна быть
нормализована для всех производимых изделий. Следует избегать применения
резьбы малого диаметра (до 6 мм) в крупных деталях из-за частой поломки
метчиков.
|
|
Плоские
поверхности
|
Конфигурация
обрабатываемых поверхностей в плане должна обеспечивать равномерный и
безударный съем стружки. Ширину поверхностей необходимо увязывать с
нормальным рядом диаметров торцовых или длин цилиндрических фрез.
Предпочтительна обработка поверхностей на проход. В случае, когда не
предусмотрен выход для режущего инструмента, переходная часть обрабатываемых
поверхностей должна соответствовать размерам и виду режущего инструмента.
Бобышки и платики на деталях следует располагать на одном уровне. Не следует
обрабатывать внутренние поверхности корпусных деталей. Обрабатываемые
поверхности желательно располагать выше примыкающих элементов, что облегчает
обработку на проход.
|
Приведенные выше рекомендации по требованиям к
конструкции заготовки червячного колеса, требованиям к механической обработке,
а также требованиям к колесу как детали механизма в целом очень удачно
соединены в ее конструкции, поэтому можно сделать вывод, что червячное колесо
редуктора является технологичным изделием.
1.5 Обоснование выбора способа
изготовления заготовок
Материалы в червячной передаче должны иметь в
сочетании низкий коэффициент трения, обладать повышенной износостойкостью и
пониженной склонностью к заеданию. Обычно это разнородные материалы.
Заготовку для червячного колеса получают из двух
заготовок, стальной ступицы и бронзового венца. Здесь можно выделить несколько
основных моментов к технологичности заготовок таким способом.
Стальная ступица одевается на вал с помощью
шпонки и не является основной составной частью зубчатого колеса поэтому в целях
экономии мы получаем её из круглого проката Ст3пс3-II ГОСТ 535-88.
Венцы червячных колес изготовляют только из
антифрикционных сплавов.
Зубчатые венцы червячных колес изготовляют
преимущественно из бронзы, реже из латуни или чугуна, причем выбор марки
материала зависит от скорости скольжения 
.
Оловянную бронзу БрО10Ф1 применяют при высоких
скоростях скольжения (= 5...25 м/с). Она
обладает хорошими антизадирными и антифрикционными свойствами, но имеют
невысокую прочность.
С целью экономии бронзы зубчатый венец
червячного колеса напрессовывают на стальной центр с натягом предварительно
нагрев его в печи. Такую конструкцию применяют при небольших диаметрах колес в
мелкосерийном производстве.
1.6 Анализ базового технологического
маршрута обработки изделия
В этой работе мы определяем и изучаем
малопроизводительные
операции технологического процесса, для того
чтобы предложить пути их улучшения, устранения или замены.
Таблица 1.2 - Технологический процесс
изготовления детали
|
№
операции
|
Название
операции
|
Оборудование
|
|
005
|
Комплектование
|
Стол
цеховой
|
|
010
|
Термическая
|
Электропечь
СНО-6.12.4/10
|
|
015
|
Слесарная
|
Пресс
пневматический ПММ-125
|
|
020
|
Вертикально-сверлильная
|
Вертикально-сверлильный
станок 2Н125
|
|
025
|
Слесарная
|
Стол
цеховой
|
|
030
|
Токарная
|
Токарный
станок 16к20
|
|
035
|
Токарная
|
Токарный
станок 16к20
|
|
040
|
Токарная
|
Токарный
станок 16к20
|
|
045
|
Токарная
|
Токарный
станок 16к20
|
|
050
|
Контрольная
|
Стол
ОТК
|
|
055
|
Слесарная
|
Верстак
слесарный
|
|
060
|
Протяжная
|
Вертикально-протяжной
станок 7Б66
|
|
065
|
Хонингование
|
Хонинговальный
станок 3М83
|
|
070
|
Токарная
|
Токарный
станок 1М63
|
|
075
|
Контрольная
|
Стол
ОТК
|
|
080
|
Зубофрезерная
|
Зубофрезерный
станок 5К32
|
|
085
|
Контрольная
|
Стол
ОТК
|
|
090
|
Транспортирование
|
Электрокар
|
Проанализировав существующий технологический
процесс, можно сделать вывод о том, что он не отвечает современному уровню
развития техники. Деталь изготавливается на морально устаревшем оборудовании
которое требует много времени на переналадку и изготовление, а также огромного
количества денег на его содержание и ремонт.
1.7 Анализ схемы базирования и
закрепления изделия
Для ориентации предмета производства (заготовки
при обработке детали или сборочной единицы при сборке изделия) определенные
поверхности его соединяются с поверхностями деталей технологической оснастки
или изделия. Поверхности, принадлежащие заготовке или изделию и используемые
при базировании, называются базами. Базы используют для определения положения:
детали или сборочной единицы в изделии - конструкторская база; заготовки или
изделия при изготовлении или ремонте - технологическая база; средств измерения
при контроле расположения поверхностей заготовки или элементов изделия -
измерительная база.
Для полной ориентации предмета производства
обычно используют несколько баз. Так, положение заготовки или детали
призматической формы полностью определяется совокупностью трех баз, образующих
комплект баз - систему координат этого предмета. При анализе базирования
предмет производства рассматривается как жесткое тело. Упрощенно считают, что
контакт соприкасающихся тел происходит в опорных точках - точках,
символизирующих каждую из связей заготовки или изделия с выбранной системой координат.
Схему расположения опорных точек на базах называют схемой базирования. Для
обеспечения ориентированного положения и полной неподвижности предмета в
выбранной системе координат на него необходимо наложить шесть двусторонних
геометрических связей, т. е. на схеме базирования указывают шесть опорных точек
(правило шести точек). Базам заготовки, имеющим призматическую форму, присвоены
специальные названия. Базу, используемую для наложения на заготовку (изделие)
связей и лишающую ее трех степеней свободы (перемещения вдоль одной
координатной оси и поворота вокруг двух других осей), называют установочной;
она обеспечивается тремя опорными точками на плоскости призматического тела.
Базу, лишающую заготовку двух степеней свободы (перемещения вдоль одной координатной
оси и поворота вокруг другой), называют направляющей; она обеспечивается двумя
опорными точками. Базу, лишающую заготовку одной степени свободы (перемещения
вдоль одной координатной оси или поворота вокруг оси), называют опорной; она
обеспечивается одной опорной точкой. Базу, лишающую заготовку (изделие) четырех
степеней свободы (перемещения и поворота вокруг двух координатных осей),
называют двойной направляющей; она обеспечивается четырьмя опорными точками.
Базу, лишающую заготовку двух степеней свободы (перемещения вдоль двух
координатных осей), называют двойной опорной; она обеспечивается двумя опорными
точками.
На различных стадиях создания изделия требования
к базированию и к базам могут различаться. В частности, при выполнении
переходов обработки заготовка может не лишаться всех степеней свободы. Тогда на
схеме базирования неиспользуемые связи, опорные точки и базы не указывают. В
этом случае упрощается конструкция системы установочных элементов
приспособлений. Аналогично, если в соответствии со служебным назначением
изделие должно иметь определенное число степеней свободы, то соответствующее
число связей снимается.
Технологическая база в большинстве случаев при
обработке неподвижна относительно установочных элементов приспособления. В
некоторых случаях (обработка с установкой в центры, использование люнетов и
т.п.) соединение технологическая база заготовки - база установочных элементов
приспособления является подвижной.
Основные принципы базирования заготовок:
. При высоких требованиях к точности обработки
необходимо выбирать такую схему базирования, которая обеспечивает наименьшую
погрешность установки.
. Для повышения точности деталей и собранных
узлов необходимо применять принцип совмещения баз - совмещать технологическую,
измерительную и сборочную базы.
. Целесообразно соблюдать принцип постоянства
базы. При перемене баз в ходе технологического процесса точность обработки
снижается из-за погрешности взаимного расположения новых и применявшихся ранее
технологических баз.
Для установки заготовок на первой операции
технологического процесса используют черные (необработанные) поверхности,
применяемые в качестве технологических баз. Эти поверхности используют
однократно, при первой установке, так как повторная установка на необработанную
поверхность может привести к значительным погрешностям во взаимном расположении
обработанных при этих установках поверхностей. Для заготовок, полученных точным
литьем и штамповкой, это правило не является обязательным.
На первых операциях технологического процесса обрабатывают
базы (обычно это основные плоские поверхности, отверстия детали). В тех
случаях, когда поверхности детали не удовлетворяют требованиям, предъявляемым к
базам, и по своим размерам, формам или расположению не могут обеспечить
устойчивой установки, на детали создают искусственные базы (центровые
отверстия, платики, выточки или отверстия).
Погрешностью базирования называется разность
предельных расстояний от измерительной базы заготовки до установленного на
размер инструмента. Погрешность базирования возникает при не совмещении
измерительной и технологической базы; она определяется для конкретного
выполняемого размера при данной схеме установки.
Установочной черновой базой на первой токарной
операции является торец и наружный диаметр заготовки.
На чистовой токарной, а также зубофрезерной
операциии базой является окончательно обработанное отверстие со шпоночным
пазом.
Базирование по отверстию должно обеспечить
получение наиболее точных размеров, связывающих диаметр начальной окружности с
центром базового отверстия, а также выдержать торцевые и радиальные биения
торцов колеса и зубчатого венца.
1.8 Обоснование и выбор методов
обработки
Заданные формы, размеры и качество поверхностей
деталей машин достигаются в основном обработкой резанием; обработку резанием
разделяют на обдирочную, черновую, получистовую и чистовую. Черновую обработку
используют для заготовок, подвергавшихся обдирке шероховатость поверхности Ra =
100 - 25 мкм.
Получистовую обработку применяют, когда при
черновой обработке не может быть удален весь припуск или когда к точности
геометрических форм обрабатываемой заготовки и пространственным отклонением ее
элементов предъявляются повышенные требования. При получистовой обработке
выдерживают 4 - 5-й класс точности и шероховатость поверхностей Ra = 50 - 12,5
мкм.
Чистовую обработку применяют либо как
окончательную, либо как промежуточную под последующую отделку. Она обеспечивает
шероховатость поверхности Ra = 12,5 - 2,5 мкм.
Тонкую обработку резцами применяют как метод
окончательной отделки наружных и внутренних цилиндрических поверхностей,
заменяющий шлифование, и осуществляют при высоких скоростях резания, малых
глубинах резания (0,05 - 0,5 мм) и малых подачах (0,05 - 0,15 мм/об) на
специальных станках. Тонкое точение и растачивание обеспечивает шероховатость
Ra = 1,0 - 0,32 мкм. Тонкая обработка широкими резцами обеспечивает
шероховатость Ra = 2,5 - 0,63 мкм.
Все поверхности червячного колеса подвергаются
лезвийной обработке.
При токарной обработке выполняются черновая и
чистовая операции. При черновой токарной операции выполняется подрезка торцов,
обточка наружного диаметра и растачивание отверстия. При этом черновой базой
является торец и наружный диаметр заготовки. При чистовой токарной операции
выполняется окончательная подрезка торцов, а также проточка сферы под нарезание
зубьев.
Для выполнения шпоночного паза применяется
вертикальное протягивание, а для подготовки отверстия применяется хонингование.
1.9 Обоснование и выбор оборудования
Устанавливая при проектировании технологического
процесса план и метод обработки деталей, одновременно указывают, на каком
станке будет выполняться операция, и приводят его характеристику: наименование
станка, название завода-изготовителя, модель и основные размеры.
При проектировании технологических процессов
руководствуются паспортами станков. Паспорт дает полную характеристику станка,
определяющую его производственные возможности и техническое состояние, если он
находится в эксплуатации.
Выбор типа станка осуществляется на основе
следующих соображений:
. соответствие основных размеров станка
габаритным размерам обрабатываемой детали или нескольких одновременно
обрабатываемых деталей;
. соответствие производительности станка
количеству деталей, подлежащих обработке в течение года;
. возможно более полное использование станка по
мощности и по времени;
. наименьшая затрата времени на обработку;
. наименьшая себестоимость обработки;
. наименьшая отпускная цена станка;
. реальная возможность приобретения того или
другого станка;
. необходимость использования имеющихся станков.
В экономике технологического процесса большое
значение имеет производительность станка, так как станок, как уже указывалось,
должен полностью использоваться по времени. В связи с этим следует помнить, что
применение специальных, агрегатных и других высокопроизводительных станков
должно быть экономически обосновано. Использование таких станков в
мелкосерийном, как правило, всегда нецелесообразно и экономически невыгодно.
На токарных операциях используется станок HAAS
SL-10. Использование этого токарного станка с ЧПУ целесообразно, так как он
позволяет получить точность размеров, заданных на чертеже, а также добиться
шероховатости поверхности торцов Ra 2,5.
Таблица 1.3 - Технические характеристики станка
HAAS SL-10
|
Параметры
|
Значение
|
|
Наибольший
диаметр обрабатываемой детали над станиной, мм
|
413
|
|
Наибольший
диаметр обрабатываемой детали над суппортом, мм
|
203
|
|
Расстояние
между центрами, мм
|
419
|
|
Максимальная
длина обработки, мм
|
356
|
|
Частота
вращения шпинделя, об/мин
|
0-6000
|
|
Мощность
электродвигателя главного движения, кВт
|
11,2
|
|
Максимальный
крутящий момент, Нм
|
102
|
|
Число
позиций револьверной головки
|
12
|
|
Габарит,
мм
|
5700х1500
|
|
Масса,
кг
|
2500
|
Для получения шпоночного паза используется
вертикально-протяжной станок 7Б520.
Таблица 1.4 - Технические характеристики станка
7Б520
|
Технические
характеристики
|
Значения
|
|
Номинальное
тяговое усилие, кН
|
250
|
|
Наибольшая
длина хода рабочих салазок, мм
|
1600
|
|
Наибольшие
размеры инструмента, устанавливаемого на станке (протяжка в сборе с плитой),
мм
|
|
-
ширина
|
500
|
|
-
высота
|
195
|
|
Тип
столов
|
подводной
|
|
Скорость
рабочего хода, м/мин
|
1,5-13
|
|
Рекомендуемая
скорость обратного хода, м/мин
|
14
|
|
Мощность
электродвигателя главного привода, кВт
|
37
|
|
Суммарная
мощность электродвигателей, кВт
|
47,43
|
|
Габаритные
размеры, мм
|
|
длина
|
3850
|
|
высота
|
3158
|
|
ширина
|
4415
|
|
Масса,
кг
|
17400
|
Для обработки зубьев используется зубофрезерный
станок 5К32.
Техническое описание станка 5К32.
Станок предназначен для нарезания цилиндрических
зубчатых колес с прямыми и косыми зубьями и для нарезания червячных колес как
методом радиальной, так и методом тангенциальной подачи. При наличии
специальных приспособлений возможно нарезание шестерен внутреннего зацепления.
Станок работает по методу обкатки, т.е. механического воспроизводства
зацепления червяка (червячной фрезы) с колесом (заготовкой). Червячная фреза
соответствующего модуля и диаметра закрепляется на оправке в шпинделе
фрезерного суппорта. Обрабатываемая деталь или комплект одновременно
обрабатываемых деталей устанавливается на оправке в шпинделе стола, а при
больших размерах колес - непосредственно на столе станка. Червячной фрезе и
заготовке принудительно сообщают вращательные движения с такими угловыми
скоростями, которые они имели бы, находясь в действительном зацеплении. При
нарезании колес с прямыми зубьями ось шпинделя фрезерного суппорта
устанавливается под углом к горизонтальной плоскости, равным углу подъема
винтовой линии червячной фрезы. Для нарезания колес с косыми зубьями ось
шпинделя фрезерной бабки устанавливается под углом, равным сумме или разности
углов наклона зубьев колеса и подъема винтовой линии фрезы в зависимости от
сочетания направлений винтовых линий зубьев и витков фрезы. Нарезание
цилиндрических колес производится с вертикальной подачей фрезерного суппорта.
Для обеспечения возможности фрезерования колес попутным методом на станке
модели 5К32 предусмотрено нагрузочное гидравлическое устройство. Гидравлическое
поджимное устройство состоит из неподвижного штока с поршнем и цилиндра,
связанного с салазками фрезерного суппорта. При фрезеровании попутным методом
масло подводится в верхнюю полость цилиндра противовеса и поджимает противовес
вместе с фрезерным суппортом вверх, устраняя возможность произвольного
перемещения фрезерной бабки под действием усилий в пределах зазора между
резьбой винта вертикальной подачи и маточной гайки. При нарезании червячных
колес методом радиальной подачи используются цилиндрические червячные фрезы.
Движение подачи сообщают подвижной стойке в радиальном направлении до тех пор,
пока расстояние между осями фрезы и заготовками не станет равным межцентровому
расстоянию передачи. В случае нарезания червячных колес методом тангенциальной
подачи применяются червячные фрезы с конической заборной частью, которые при
настройке станка устанавливают сразу на заданное межцентровое расстояние;
подачу при этом сообщают протяжному суппорту с червячной фрезой вдоль ее оси.
Этот метод нарезания является более точным.
Таблица 1.5 - Технические характеристики станка
5К32
|
Параметр
|
Значение
|
|
Наибольший
диаметр нарезаемых колес, мм
|
800
|
|
Пределы
модулей зубьев нарезаемых колес, мм.:
|
по
стали 2-8
|
по
чугуну 2-6
|
|
Наибольший
угол наклона зуба нарезаемых колес, ˚С
|
±60
|
|
Наибольшая
ширина нарезаемых колес, мм
|
275
|
|
Наибольший
диаметр фрезы, мм
|
120
|
|
Пределы
чисел оборотов шпинделя в минуту
|
47,5-192
|
|
Пределы
подач за оборот стола, мм.
|
вертикальных
0,1-1
|
радиальных
0,5-3
|
|
Мощность
главного электродвигателя, кВт
|
2
|
Главной и основной задачей современного
станкостроения является достижение наименьшего времени обработки, наибольшей точности
и наименьшей себестоимости обработки с обеспечением по возможности наибольшей
автоматизации.
Решающим фактором при выборе того или другого
станка (если выполнение данной операции возможно на разных станках,
обеспечивающих удовлетворение технических требований к детали) является
экономичность процесса обработки
1.10 Обоснование и выбор инструмента
Одновременно с выбором станка и приспособления
для каждой операции выбирается необходимый режущий инструмент, обеспечивающий
достижение наибольшей производительности, требуемых точности и класса
шероховатости обработанной поверхности; указываются краткая характеристика
инструмента, наименование и размер, марка материала и номер стандарта или
нормали в случае применения стандартного или соответственно нормализованного
инструмента.
Затраты на инструмент входят в себестоимость
обработки (по статьи накладных расходов), поэтому, выбирая инструмент в
соответствии с принятым методом обработки, необходимо стремиться к полному
использованию его режущих свойств.
Для обработки чугуна, цветных металлов и
неметаллических материалов применяют вольфрамовые сплавы.
Инструментальные стали широко применяются:
. при невозможности полностью использовать
режущие свойства твердых сплавов в связи с малой мощностью и недостаточными
оборотами станка, несбалансированностью детали и др.;
. для сложных и фасонных инструментов;
. для инструментов, работающих на низких
скоростях резания (например, при ручных работах). Самой распространенной из
инструментальных сталей является быстрорежущая. Легированные стали,
незначительно деформирующиеся при термической обработке, рекомендуются для
фасонных инструментов сложной конфигурации, работающих на низких скоростях
резания, а также при не шлифованном профиле.
Все виды режущего инструмента состоят из 2-х
основных частей - рабочей части, содержащей лезвия и выглаживатели (при их
наличии), и крепежной части, предназначенной для установки и крепления режущего
инструмента в технологическом оборудовании или приспособлением.
Для режущего инструмента характерен износ по
задней поверхности при малых подачах и обработке хрупких материалов (таких как
чугун). По мере увеличения скорости резания и подачи появляется износ передней
поверхности в виде лунки. Износ по задней поверхности - основная причина потери
инструментом его режущих свойств.
Рабочая часть режущего инструмента, применяемого
при токарной обработке поверхностей червячного колеса, изготовлена из твердого
сплава ВК6.
Режущая часть протяжки изготовлена из
быстрорежущей стали Р6М5.
Бруски для хон-головки: 24А 6-5 СТ1-СТ2 К
Для нарезки зубьев используется червячная фреза
из инструментальной стали Р18.
1.11 Анализ средств и методов
контроля, заданных чертежом параметров изделия
При выборе и установлении метода обработки
наряду с режущим инструментом указывается измерительный инструмент, необходимый
для измерения детали в процессе ее обработки или после нее с краткой его
характеристикой: наименование, тип, размер.
В серийном и массовом производстве с частой
повторяемостью деталей одних и тех же размеров применяется специальный
измерительный инструмент - калибры и шаблоны, а также измерительные
приспособления, приборы, автоматические устройства. Измерительный инструмент
выбирается в зависимости от вида измеряемой поверхности и требуемой точности.
Контроль заданных размеров для червячного колеса
осуществляется контролёрами ОТК с помощью пробок, калибров, шаблонов и
контрольного стенда. Биения измеряются с помощью индикатора, закрепленного на
штативе. На контрольную операцию технологического процесса идет время также как
и на основные операции технологического процесса, поскольку работнику ОТК
приходиться промерять детали. На контрольном стенде червячное колесо
проверяется в паре с червячным валом. Детали садятся на специальные втулки и
вводятся в зацепление, и измеряется пятно контакта.
1.12 Обоснование выбора средств
транспортировки изделия
В технологическом процессе транспортные операции
играют важную роль. Межоперационные транспортные устройства обеспечивают:
. надежную бесперебойную передачу деталей от станка
к станку;
. возможность размещения на них деталей,
накапливающихся перед станком в период остановки станка на подналадку или на
ремонт;
. быструю и легкую передачу деталей от станка к
станку.
В нашем техпроцессе детали укладываются в тару
размерами 400х600х800 и перемещаются с помощью крана-балки грузоподъемностью 5
тонн.
1.13 Карта технологического маршрута
обработки червячного колеса
|
Базовый
техпроцесс
|
Проектируемый
техпроцесс
|
|
№
опер.
|
Наимен.
операции
|
Оборудование
|
Приспособления
|
Реж.
инстр.
|
Средства
измер.
|
№
опер.
|
Наимен.
Операции
|
Обору-
дование
|
Приспособления
|
Реж.
инстр.
|
Средства
измер.
|
|
005
|
Комплектование
|
Стол
цеховой
|
|
|
|
005
|
Комплектование
|
Стол
цеховой
|
|
|
|
|
010
|
Термичес
кая
|
Электропечь
СНО-6.12.4/10
|
|
|
|
010
|
Термическая
|
Электропечь
СНО-6.12.4/10
|
|
|
|
|
015
|
Слесарная
|
Пресс
пневматический ПММ-125
|
|
|
|
015
|
Слесарная
|
Пресс
пневматический ПММ-125
|
|
|
|
|
020
|
Сверлильная
|
2Н125
|
|
Сверло
|
Калибр-пробка
ТИМ-1211
|
020
|
Токарная
|
HAAS
SL-10
|
|
Резцы
|
Штангенциркуль,
|
|
025
|
Слесарная
|
Стол
цеховой
|
|
|
|
025
|
Токарная
|
HAAS
SL-10
|
|
Резцы
|
Штангенциркуль,
|
|
030
|
Токарная
|
16К20
|
|
Резцы
|
030
|
Токарная
|
HAAS
SL-10
|
|
Резцы
|
Штангенциркуль,
|
|
035
|
Токарная
|
16К20
|
|
Резцы
|
Штангенциркуль
|
035
|
Контроль
|
Стол
ОТК
|
|
|
Штангенциркуль,
микрометр, нутромер
|
|
040
|
Токарная
|
16К20
|
|
Резцы
|
Штангенциркуль
|
040
|
Протяжная
|
7Б520
|
Адаптор
ИВ-2062
|
Протяжка
|
Штангенциркуль,
калибр ИМ-2062.
|
|
045
|
Токарная
|
16К20
|
|
Резцы
|
Штангенциркуль
|
045
|
Хонинговальная
|
3М83
|
Оправка
ИВ-1854
|
Хон-бруски
|
Калибр-
пробка ИМ-2070
|
|
050
|
Контроль
|
Стол
ОТК
|
|
|
Штангенциркуль,
микрометр, нутромер
|
050
|
Токарная
|
|
HAAS
SL-10
|
Резцы
|
Скоба
ИМ-2064, Шаблон ИМ-2076, индикатор.
|
|
055
|
Слесарная
|
Стол
цеховой
|
|
|
|
055
|
Контроль
|
Стол
ОТК
|
|
|
Скоба
ИМ-2064, Шаблон ИМ-2076, Индикатор, Калибр-пробка ИМ-2070, Микро метр.
|
|
060
|
Протяжная
|
7Б520
|
Адаптор
ИВ-2062
|
Протяжка
|
Штангенциркуль,
калибр ИМ-2062.
|
060
|
Зубофрезерная
|
5К32
|
Оправки
ИВ-1974, ИВ-2044
|
Фреза
червячная
|
Индикатор,
штангенциркуль.
|
|
065
|
Хонинговальная
|
3М83
|
Оправка
ИВ-1854
|
Хон-бруски
|
Калибрпробка
ИМ-2070
|
065
|
Контроль
|
Стол
ОТК
|
Стенд
НО 2284
|
|
|
|
070
|
Токарная
|
1М63
|
|
Резцы
|
Скоба
ИМ-2064, Шаблон ИМ-2076, Индикатор
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
075
|
Контроль
|
Стол
ОТК
|
|
|
Скоба
ИМ-2064, Шаблон ИМ-2076, Индикатор, Калибр- пробка ИМ-2070, Микро метр.
|
|
|
|
|
|
|
|
080
|
Зубофрезерная
|
5К32
|
Оправки
ИВ-1974, ИВ-2044
|
Фреза
червячная
|
Индикатор,
штангенциркуль.
|
|
|
|
|
|
|
|
085
|
Контроль
|
Стол
ОТК
|
Стенд
НО 2284
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1.14 Расчёт режимов резания
Операция 015 Токарная, оборудование - токарный
станок с ЧПУ HAAS SL-10.
Заготовка - прокат, материал Ст 3 и БрО10Ф1.
Определяем длину рабочего хода по формуле:
р.х.=Lрез.+y+Lдоп.
Точить торец, выдерживая 46,5. р.х.1=20+10=30мм.
Точить наружную поверхность, выдерживая Ǿ147.р.х.2=35+10=45мм.
Точить торец, выдерживая 32.р.х.3=33,5+2=35,5мм.
Точить наружную поверхность, выдерживая Ǿ80.р.х.4=7,5+2=9,5мм.р.х.=
Lр.х.1+ Lр.х.2+ Lр.х.3+ Lр.х.4=30+45+35,5+9,5=120мм.
Назначение подачи револьверной головки на оборот
шпинделя S0 в мм/об. Справочник «Режимы резания металлов» под ред. Ю.В.
Барановского. Карта Т-2 стр. 23.= 0,35 мм/об.
Назначаем стойкость инструмента по нормативам,
карта Т-3, стр.26,
Тр в минутах - 60 минут.
Расчет скорости резания V м/мин. и число
оборотов шпинделя n в минуту.
Определяем рекомендуемую скорость резания по
нормативам карта Т-4 стр.29-34 Справочник «Режимы резания металлов» под ред.
Ю.В. Барановского.таб. = 160 м/мин.
Определяем рекомендуемую скорость резания по
формуле:= V таб. ´К1´К2´К3=
160´
0,9´1,4´1,0
= 201,6 м/мин., где
К1 - коэффициент, зависящий от обрабатываемого
материала.
К2 - коэффициент, зависящий от стойкости
инструмента и марки твердого сплава, ВК6.
К3 - коэффициент, зависящий от вида обработки -
простое точение.
Определяем рекомендуемую частоту вращения
шпинделя по формуле:
По паспорту станка принимаем n = 450
мин-1
Рекомендуется частоту вращения
шпинделя принимать по паспорту станка с приближением ± 10%.
Определяем действительную скорость
резания по формуле:
Определяем силу резания и мощность
резания по карте Т5 с.35
,
где 
- коэффициент, зависящий от
обрабатываемого материала, 
- коэффициент, зависящий от
скорости резания и переднего угла при точении твердосплавным инструментом.
=180 Н.
Н.
Рассчитываем мощность резания:
Расчет основного машинного времени
обработки:
Операция 040 Протяжная, оборудование
- протяжной станок 7Б520
Материал Ст3.
. Периметр резания
ΣВ=В∙z1/zc
В - длина обрабатываемого контура
заготовки, мм- число зубьев в секции протяжки (zc=1)- l/t - наибольшее число
одновременно режущих зубьев.=45/14=3,2 принимаем 3
ΣВ=(16+4+4)∙3/1=72
. Подача Sz=0,15 мм/зуб - из
конструкции протяжки.
Скорость резания V=6 м/мин - по
табл.
Группа скорости резания для стали НВ
220 - II
Сила резания
Рz=Р∙ ΣВ Н.
Р=303 Н - из табл.
Рz=303∙72=21816 Н.
Длина резания
=l+l1+l2+l3 мм.
- длина обрабатываемой поверхности,
мм.- величина врезания, мм- величина перебега, мм- величина дополнительной
длины для взятия стружки, мм.= 45+10=55 мм.
Основное время
Т=L/S мин.
- длина пути инструмента в 1 мин,
мм.=Sz∙z∙n- число двойных ходов=55.=0,15∙60∙55=540
=55/540=0,10 мин.
Операция 075 Зубофрезерная,
оборудование - зубофрезерный станок 5К32.
Заготовка БрО10Ф1.
Определяем длину рабочего хода по
формуле (карта З-1 стр.139):
р.х.=Lрез.+y+Lдоп.=17мм. (Приложение
3).р.х.=32+17=49мм.
Назначение подачи:
Справочник «Режимы резания металлов»
под ред. Ю.В. Барановского. Карта З-2 стр. 148.= 2,1 мм/об.
Расчет скорости резания V м/мин. и
число оборотов фрезы n в минуту.
Определяем рекомендуемую скорость
резания по нормативам карта З-2 стр. 148-149 Справочник «Режимы резания
металлов» под ред. Ю.В. Барановского.таб. = 60 м/мин.
Определяем рекомендуемую скорость
резания по формуле:
= V таб. ´К1´К2= 60´1,4´1,0 = 84
м/мин., где
К1 - коэффициент, зависящий от
обрабатываемого материала.
К2 - коэффициент, зависящий от
стойкости инструмента.
Определяем рекомендуемую частоту
вращения шпинделя по формуле:
По паспорту станка принимаем n = 180
мин-1
Определяем действительную скорость
резания по формуле:
Расчет основного машинного времени
обработки:
,
где 
- число зубьев детали,
- число заходов фрезы,
- количество одновременно
обрабатываемых деталей.
Нормирование операции 015:
Сумма основного и вспомогательного
времени составляет время оперативной работы.
Норма штучного времени определяется
по формуле:
ТШТ. = ТО + ТВ + ТОБС. + ТОТД. мин.
ТО - основное машинное
(технологическое) время, мин.
ТВ - вспомогательное время, мин.
ТОБС. - время обслуживания рабочего
места, мин.
ТОТД. - время на отдых и
естественные надобности, мин.
Максимальное основное
(технологическое) время механической обработки составляет ТО = 0,76 минут.
Вспомогательное время складывается
из следующих элементов, определяемых по таблицам нормативов
(Общемашиностроительные нормативы режимов резания и времени на механическую
обработку):
время на установку, крепления и
открепления и снятие деталей;
время на установку и снятие
инструмента;
время на установку и снятие
вспомогательного инструмента;
время на отдельные приёмы, связанные
с выполнением операции;
время на очистку от стружки
инструмента и посадочных поверхностей приспособления;
время на контрольные промеры.
Значения всех этих составляющих
приводятся в соответствующем нормативном справочнике.
Вспомогательное время для данной
операции по нормативным документам составляет ТВ = 0,064 минуты.
Время на обслуживание рабочего
места. Нормативы этого времени установлены в процентном отношении от
операционного времени и предусматривают выполнение следующей работы.
По техническому обслуживанию
рабочего места:
смену инструмента вследствие
затупления;
регулировку, смазку и подналадку
станка в процессе работы;
сметание стружки в процессе работы.
По организационному обслуживанию
рабочего места:
осмотр и опробование оборудования;
заливку охлаждающей жидкости в
процессе работы;
раскладку инструмента в начале
работы и уборку его по окончании работы;
смазку и очистку станка;
получение инструктажа в течение
рабочего дня.
, мин,
Где аОБС. - величина процента от
оперативного времени (принимается по нормативам).
Время на отдых и естественные
надобности рассчитываются по формуле:
, мин
Где аОТД. - величина процента от
оперативного времени (принимается по нормативам).
Тогда штучное время операции:
ТШТ. = ТО + ТВ + ТОБС. + ТОТД. =
0,76 +0,064 + 0,098 + 0,066 = 0,988 мин.
1.15 Расчет припусков и предельных
размеров на обработку изделия. Схемы припусков. Карта расчета припусков
Припуск - слой металла, удаляемый с
поверхности заготовки в целях достижения заданных свойств обрабатываемой
поверхности детали.
материал: Ст 3 и БрО10Ф1.;
обрабатываемый размер: Ø
.
Определение Rz, h, sy для каждого
перехода +h = 500мкм
мкм
=0
. Черновое растачивание= 100 мкм = 100мкм
= l мм/н= 0,045= 0,35 мм/об
НВ = 220
= (0,1+0,4)/2
Δпр = 269 мкм = 0,269 мм
у = 0,75 = 1,3
х = 1
мкм
Еу = 250 (42,13)
. Получистовое растачивание= 50 мкм
Δ = 0 (в связи с
закономерным уменьшением на следующем переходе пренебрегаем) = 0 (исключают для
стали после первого перехода)
Еy = 0,06
Еу+Еинд = 0,06 - 200 + 50 = 65 мкм
. Чистовое растачивание= 25 мкм
Δ = 0 (см п.2)= 0
(см п.2)
Еу = Еинд = 50 мкм
. Хонингование= 5 мкм
Δ = 0 (см п.2)= 0
(см п.2)= 15 мкм
полученные значения сведены в карту
припусков.
Расчет минимальных припусков по
переходам
) 
мкм
) 
мкм
) 
мкм
) 
мкм
полученные значения сведены в
таблицу (графа расчётный припуск).
Расчёт минимальных размеров
4) Ø= 50,025 мм
) Dmaxi - 1 = Dmaxi - 2Zmini
Dmax3 = 50,025 -
2 · 40 = 49,945 мм
) Dmax2 = 49,945 - 2 · 100 = 49,745
мм ) Dmaxl = 49,745 - 2 · 266 = 49,213 мм
заготовка: Dmax = 49,213 - 2 · 1168
= 46,877 мм
Предельные размеры заготовки по переходам.
Определяются:
Наибольшие предельные размеры по
всем тех. переходам округляют уменьшением их до того же знака десятичной дроби,
с каким дан допуск на размер для каждого перехода. Наибольшие предельные
размеры определяют вычитанием допуска из округленного наибольшего предельного
размера.
Предельные значения припусков
Определяются: Zmax как разность
наименьших размеров,как разность наибольших пр. размеров выполняемого и
предшествующего переходов.
Проверка
- Тdд = 2Z0max - 2Z0min,
где
- 30 = 770 = 3949 - 3179 = 770
следовательно расчет верен. Окончательный размер Ø46-0.8.
|
МГИУ
|
Карта
расчета припусков на обработку и предельных размеров по технологическим
переходам
|
Группа:
11121
|
|
Факультет
АФ
|
Наименование
детали: Червячное колесо
|
|
Студент:
Никуткин О.Д.
|
|
Вид
заготовки: Прокат
|
Марка
материала: Ст3 и БрО10Ф1
|
|
|
Элементарная
в поверхность в детали уу Технологический маршрут обработки поверхности
детали по переходам обработки.
|
Элементы
припуска, мкм
|
Расчетный
вприпуск, мкм
|
Расчетный
размер, мм
|
Допуск,
мкм
|
Принятые
(округ- ленные) размеры заготовки по переходам, мм
|
Полученные
предельные значения припусков
|
Примечание
|
|
Rz
|
h
|
Δ
|
ε
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Наиб.
|
Наим.
|
Наиб.
|
Наим.
|
|
|
Заготовка
|
800
|
0
|
269
|
―
|
―
|
46,88
|
800
|
46,8
|
46,0
|
―
|
―
|
|
|
Растачивание
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1.
Черновое
|
100
|
100
|
6
|
250
|
2·1168
|
49,213
|
460
|
49,213
|
48,753
|
2700
|
2360
|
|
|
2.
Получистовое
|
50
|
―
|
―
|
65
|
2·266
|
49,745
|
300
|
49,745
|
49,445
|
600
|
440
|
|
|
3.
Чистовое
|
25
|
―
|
―
|
50
|
2·100
|
49,945
|
120
|
49,945
|
49,825
|
470
|
290
|
|
|
4.
Хонингование
|
5
|
―
|
―
|
5
|
2·40
|
50,025
|
25
|
50,025
|
50,0
|
179
|
89
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Сумма:
|
3949
|
3179
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1.16 Анализ эффективности внесенных
изменений в базовый тех. процесс
В новом технологическом процессе предлагается
замена вида заготовки. В базовом тех.процессе деталь червячное колесо делается
из двух заготовок: стальной ступицы и бронзового венца. Процесс обработки такой
заготовки на универсальных станках является трудоемким и в проектируемом
технологическом процессе я предлагаю заменить универсальные токарные и сверлильные
станки, на станок с ЧПУ HAAS SL-10.Вследствии этой замены сократиться число
операции, число обслуживающего персонала, площадь производственных помещений, а
также повысится точность обрабатываемой детали.
Исследовательская часть
Тема: Описание управляющей программы
Программирование.
Устройства ЧПУ используют множество координат и
смещении, позволяющим станочнику управлять положением вершины резца
относительно детали. В этом разделе описан процесс взаимодействия системы
координат и корректирующих смещении.
Система реальных координат представляет собой
итоговую сумму всех систем координат и корректирующих смещении. При отсутствие
коррекции на режущую кромку Она совпадает с программируемыми значениями G-кодов
программы
Реальная координата = глобальная координата+
общая координата+ рабочая координата+дочерняя координата + коррекция на
инструмент.
Системы рабочих координат - это дополнительный
необязательный координатный сдвиг относительно системы глобальных координат.
Последняя установленная рабочая координата действует до момента использования
другой рабочей координаты, или до выключения питания станка.
Система дочерних координат находится внутри
системы рабочих координат
Система общих координат располагается на второй
странице смещения рабочих координат ниже системы глобальных координат. Системы
общих координат сохраняется в памяти даже после выключения питания. Систему
общих координат можно изменить вручную или с помощью макропеременных.
Существуют два вида коррекции: коррекция на
геометрию и коррекция на износ. Коррекция на геометрию позволяет компенсировать
разброс длин и ширин разных резцов, обеспечивая для них единство основной
плоскости.
Коррекция на геометрию, как правило, проводится
в процессе наладки и в дальнейшем остается неизменной. Коррекция на износ
позволяет оператору вносить в коррекцию на геометрию незначительные поправки
для компенсации износа инструмента в процессе работы. В начале работы значение
коррекции на износ, как правило, равны нулю, но может меняться с течением
времени.
Коррекция на геометрию отсутствует. Вместо нее
используется коррекция на смещение инструмента. Коррекция на смещение
инструмента в системах управления изменяет глобальную координату при изменении
длины резца. Такую коррекцию необходимо использовать до обращения к
инструменту. Коррекция на смещение инструмента заменяет рассчитанную ранее
глобальную коррекцию на смещение.
Системы глобальных координат - единственная
система координат, которая производит смещение всех рабочих координат и
коррекции на инструмент относительно начала координат станка. Эта система
координат рассчитывается устройством управления таким образом, что текущее
положение рабочих органов станка соответствует реальным координатам. При
отключении питания устройства ЧПУ эти значения обнуляются.
Управляющая программа.
Сверление отверстия + проточка одного торца
Т101 (сверло D=48)
М08S600Z1Z-50 R1 Q5
F0.12
G00 Z100(Расточная пластина)
M03 S1500Z0.5Z-2 X25 F0.15
G00 X0
Перебазируем и закрепляем деталь изнутри
T303S3000Z1P1 Q2 D1.5 U1.5 W0.03
F0.2Z0.5 X38Z-2 X40.5.5.5 X73.5.572.5S2500P1 Q2 F0.15X100S400X4
Z1Z-3 F0.12Z100
Чистовая обработка
T303 S3000Z0.5P1 Q2 D1.5 U1.5 W0.03
F0.2Z0.5 X38Z-2 X40.5.5.5 X73.5R39 Z-36.5 X72S2500P1 Q2 F0.15
G00 X100
Описание кодов управляющей программы.- коды
используются для задания конкретных действий станка, например для простых
движении или функции сверления.Ими иожно задавать также и более сложные
действия, включающие использование разных инструментов.- коды делятся на группы.
Каждая группа является командами определённого значения. К примеру, G-коды
группы 1 задают движение по осям станка из точки в точку, а группа 7 относится
к функции коррекции на инструмент.- коды могут быть модальными и немодальными.
Модальный G код будучи заданным действует до конца программы или до тех пор
пока не будет задан G код той же группы. Немодальный G код действует только в
пределах строки. Немодальными являются коды группы 00, остальные группы кодов
модальные.- быстрое перемещение-перемещение с использованием линейной
интерполяции- перемещение с использованием круговой интерполяции- установка
локальной системы координат- выбор системы координат- цикл чистовой обработки
(P1-начало цикла, Q2-конец цикла)- цикл съёма припуска по обрабатываемому диаметру-
цикл обычного сверления со ступенчатой подачей- коды определяют неосевые
перемещения рабочих органов станка.
М03 - запускает вращение шпинделя (S-количество
оборотов в минуту)
М08 - включается система подачи СОЖ- выключается
система подачи СОЖ
М99 возврат из программы- код задает выбор
режущего инструмента.
2. Конструкторская часть
.1 Режущий инструмент
Токарные резцы.
Токарные резцы предназначены для обработки
наружных и внутренних поверхностей. Они применяются для обработки поверхностей,
цилиндрических и фасонных, нарезания резьбы и т.д.
Выполнение различных работ резцами на станках
токарных групп.
Есть Прямые резцы и Отогнутые резцы.
Рис. 2.1
Виды токарных резцов.
|
Наружное
обтачивание
|
|
|
|
|
Подрезание
уступа. 
|
Прорезание
канавки. 
|
|
Обтачивание
радиусной галтели. 
|
Растачивание
отверстия. 
|
Резцы с твердосплавными пластинами - Т15К6
Свёрла предназначены для сверления отверстий в сплошном
материале, для рассверливания уже имеющихся отверстий, для сверления конических
углублений, например, для центров.
Рис. 2.2
Наиболее применимы спиральные свёрла.
|
|
Соотношение
длины и диаметра не более 5/1. Если более чем 5/1, то возникают трудности с
эвакуацией стружки. Свёрла используются для обработки отверстий под
зенкерование, развёртывание, нарезание резьбы метчиком.
|
|
|
Отличие
сверления от других операций: на поперечной режущей кромке Vрезания=0.
|
|
Зенкеры широко распространены в машиностроении,
особенно в крупносерийном и массовом производстве. Зенкерами обрабатывают более
точные отверстия после сверления (потом развёртка).
Рис. 2.3 - 1-режущая или заборная часть;
2-калибрующая часть; 3-рабочая часть; 4-шейка; 5-хвостовик
Длина режущей части 1 зависит от глубины
резания, калибрующая часть 2 придаёт правильное направление зенкера. Хвостовик
5 служит для закрепления зенкера в станке.
Зенкер не работает в сплошном материале
(предназначен для обработки отверстий) следовательно, отпадает необходимость в
оформлении заострённой вершины с поперечной кромкой. Это обеспечивает зенкеру
лучшие условия резания на всём протяжении режущей кромки.
Развёртка предназначена для изготовления более
точных отверстий и обеспечивает высокое качество обрабатываемых материалов.
Развёртка состоит из режущей, калибрующей частей,
шейки и хвостовика.
Рис. 2.4 - 1 - направляющий конус; 2 - режущая
часть; 3 - калибрующая часть; 4 - обратный конус; 5 - хвостовик; 6 - рабочая
часть; 7 - шейка
Калибрующая часть служит для направления
инструмента и используется, как запас на переточку. Она обеспечивает заданную
форму отверстия, его точные размеры и требуемую шероховатость.
Калибрующая часть машинной развёртки - короткий
цилиндрический участок, предназначенный для калибрования отверстий, и конический
участок с утонением по направлению к хвостовику. Утонение служит для уменьшения
трения развёртки по поверхности отверстия. Оно составляет 0,04-0,06 мм. Его не
делают при повышенных требованиях к точности обрабатываемого отверстия.
Увеличение длины калибрующей части приводит к
более тяжёлой работе развёртки. Рекомендуется применять короткие развёртки.
Зубья развёртки могут быть расположены
параллельно оси или под наклоном.
Развёртки с винтовыми зубьями обеспечивают
высокую точность и имеют более высокую стойкость.
Развёртки с прямыми и наклонными зубьями в
большинстве случаев обеспечивают требуемую точность и качество обработки.
Изготовление, заточка и контроль развёрток с
прямыми и наклонными зубьями значительно проще, чем с винтовыми. Направление
винтовых зубьев делается обратным направлению вращения для предупреждения
самозатягивания развёртки, а также выхода её хвостовика из шпинделя.
Угол наклона канавки выбирается в зависимости от
обработки материала (сталь→7-8°).
2.2 Обоснование и выбор зажимного приспособления
При фрезеровании зубьев колеса в качестве
оснастки для станка 5К32 используется оправка. Базой оправки является конусная
поверхность (конус Морзе 5), которая вставляется в шпиндель станка. Поверхность
под посадочное отверстие инструмента имеет диаметр 32h6 и имеет шпоночный паз
размером 8N9х110 мм. Для прочности оправка изготовленная из стали 20Х ГОСТ
4543-71 подвергается термообработке до HRC 54…60 единиц.
Так как модульная фреза и имеют одинаковые
посадочные отверстия, но разную длину, их положения на оправке регулируется с
помощью колец, имеющих разную толщину.
Рис. 2.5
2.3 Описание контрольного
приспособления
Контроль качества изделий очень важен в
современном машиностроении. Применение универсальных измерительных инструментов
и калибров малопроизводительно, и не всегда обеспечивает нужную точность и
удобство контроля, а в условиях поточно-автоматизированного производства вообще
неприемлемо.
Контрольные приспособления применяют для
проверки заготовок, деталей и узлов машины.
Погрешность измерения в зависимости от
назначения изделия допускают в пределах 8÷30% поля
допуска на контролируемый объект.
На выбор схемы измерения большое влияние
оказывает заданная производительность контроля.
Контрольные приспособления служат для проверки
точности выполнения размеров, формы и взаимного расположения поверхностей
детали. Точность контрольного приспособления в значительной степени зависит от
принятого метода измерения, степени совершенствования конструкции приспособления
и точности изготовления его элементов.
Активные устанавливают на станках, они
контролируют детали в процессе обработки, давая сигнал на органы станка или
рабочему на прекращение обработки или изменение условий ее выполнения при
появлении брака.
Контрольное приспособление состоит из
установочных, зажимных, измерительных и вспомогательных элементов,
смонтированных на корпусе приспособления.
На установочные элементы (опоры) ставят
проверяемую деталь своими измерительными базами для проведения контроля. Для
установки применяют постоянные опоры со сферическими и плоскими головками,
опорные пластины, а также специальные детали (секторы, кольца и т. д.) в
зависимости от конфигурации детали.
На контрольной операции для проверки зацепления
червячной пары используется контрольный стенд НО 2284. Приспособление состоит
из корпуса 1, в котором на подшипниках поз. 21 вращается вал 5. На валу 5
крепится деталь червячное колесо с помощью гайки 18 и шайбы 20. Червяк в
приспособлении вращается во втулках 7. Втулки крепятся к корпусу 1 с помощью
крышек 4 шпильками М10 поз. 9 и гайками 17.
Порядок проведения контроля: на зубья червяка
наносится слой краски. Червяк вращают при помощи колеса 12. На зубьях
червячного колеса проверяют пятно контакта при помощи штангенциркуля. Пятно
должно составлять 70-80% от длины, 75-85% от ширины зуба; смещение пятна от
осевой линии должно быть не более 1/3 размера пятна контакта.
Рис. 2.6
3. Организационно-экономическая
часть
.1 Планирование технологической
подготовки производства
Целью выполнения этой части дипломного проекта
является разработка модели процесса технологической подготовки производства,
проведение сравнительного анализа основных технико-экономических показателей и
расчет экономической эффективности. Определение затрат на а также
технологическая подготовка производства включает проектирование новых
прогрессивных и совершенствование действующих технологических процессов,
разработку методов эффективного контроля изделий основного производства,
определение норм времени изготовления новых изделий, разработку нормативов для
расчета потребностей производства в материалах, рабочей силе, оборудовании,
обеспечение основного производства технологической оснасткой.
3.1.1 Сетевое планирование
Определение затрат на а также технологическая
подготовка производства включает проектирование новых прогрессивных и
совершенствование действующих технологических процессов, разработку методов
эффективного контроля изделий основного производства, определение норм времени
изготовления новых изделий, разработку нормативов для расчета потребностей
производства в материалах, рабочей силе, оборудовании, обеспечение основного
производства технологической оснасткой.
Одним из наиболее предпочтительных методов
планирования является метод сетевого планирования. При выполнении сложных
задач, когда различными исполнителями производится большое число работ,
планирование и управление процессом ТПП может выполняться с помощью метода
сетевого планирования и управления.
Основная задача и цель построения сетевого
графика заключается в определении длины критического пути и расчета затрат на
ТПП в данном случае.
Сетевой график - это модель построения процесса
разработки и создания некоторого объекта, изображающая весь комплекс взаимосвязанных
работ и их результатов в виде ориентированного графа.
Сетевой график наглядно показывает логическую
последовательность и взаимосвязь всех действий и процессов, которые должны быть
реализованы при проведении ТПП и для достижения поставленной цели.
Критическим путем называется промежуток времени,
за который предполагается выполнить весь комплекс работ по ТПП.
Затраты на ТПП связаны с определением затрат на
основные и вспомогательные материалы, используемые при технологической
подготовке производства, затраты, связанные с заработной платой всех участников
и разработчиков ТПП, амортизацией используемых основных средств и прочих
расходов, определяемой спецификой технологической подготовки производства.
Событие - это факт начала или окончания
какой-либо работы. Оно не имеет продолжительности во времени и всегда
формируется при постановке задачи прошедшим временем.
Работа - это процесс или конкретное действие,
приводящее к достижению определенного результата.
Работа всегда имеет трактовку, которая раскрывает
ее содержание. Она характеризуется продолжительностью во времени и всегда
связана с расходованием каких-либо ресурсов.
При расчете и оформлении сетевого графика каждой
работе присваивается код, который устанавливает взаимосвязь между работами и
событиями.
Построение сетевого графика проводится в
несколько этапов:
Устанавливается перечень работ и мероприятий,
связанных с технологической подготовкой производства и определяется логическая
последовательность их выполнения;
Заполняется таблица по перечню работ и событий
ТПП с определением трудоемкости, числа исполнителей и продолжительностью;
Строится сетевой график, после которого
присваиваются номера событиям, а каждой работе соответствующий код;
Ищется критический путь;
Рассчитываются полный и свободный резервы
времени работы.
.1.2 Перечень работ и событий ТПП
Таблица 3.1
|
РАБОТА
|
СОБЫТИЕ
|
|
№
|
Код
|
Наименование
|
Трудоемкость,
чел∙час
|
Число
исполнителей, чел
|
Продожителность,
час
|
№
|
Формулировка
|
|
|
|
|
|
|
1
|
Получено
задание на совершенствование технологического процесса производства
червячного колеса.
|
|
1
|
1-2
|
Разработка
и согласование тех. задания
|
10
|
2
|
5
|
2
|
Тех.
задание разработано и согласовано
|
|
2
|
1-3
|
Поиск
необходимой для проектирования конструкторской и технологической документации
|
4
|
1
|
4
|
3
|
Документация
найдена
|
|
3
|
3-4
|
Поиск
аналога
|
4
|
1
|
4
|
4
|
Аналог
найден
|
|
4
|
4-5
|
Изучение
аналога
|
6
|
1
|
6
|
5
|
Аналог
изучен
|
|
5
|
2-5
|
Фиктивная
работа
|
0
|
0
|
0
|
5
|
Аналог
изучен
|
|
6
|
5-6
|
Выявление
недостатков
|
5
|
1
|
5
|
6
|
Недостатки
выявлены
|
|
7
|
5-7
|
Обоснование
технических требований
|
6
|
1
|
6
|
7
|
Технические
требования обоснованы
|
|
8
|
7-8
|
Выбор
типа и организационной формы производства
|
7
|
1
|
7
|
8
|
Тип
и организационная форма производства выбраны
|
|
9
|
6-8
|
Фиктивная
работа
|
0
|
0
|
0
|
8
|
Тип
и организационная форма производства выбраны
|
|
10
|
8-9
|
Анализ
существующих тех. процессов
|
10
|
1
|
10
|
9
|
Анализ
произведен
|
|
11
|
9-10
|
Выбор
оптимального тех. процесса
|
4
|
1
|
4
|
10
|
Оптимальный
тех. процесс выбран
|
|
12
|
9-11
|
Выбор
метода получения заготовки
|
5
|
1
|
5
|
11
|
Метод
получения заготовки выбран
|
|
13
|
10-12
|
Выбор
технологических баз
|
3
|
1
|
3
|
12
|
Технологические
базы выбраны
|
|
14
|
11-12
|
Фиктивная
работа
|
0
|
0
|
0
|
12
|
Технологические
базы выбраны
|
|
15
|
12-13
|
Обоснование
методов обработки
|
3
|
1
|
3
|
13
|
Методы
обработки обоснованы
|
|
16
|
13-14
|
Выбор
режущего инструмента
|
7
|
1
|
7
|
14
|
Режущий
инструмент выбран
|
|
17
|
14-15
|
Расчет
режущего инструмента на проч-ность, жесткость, износоустойчивость
|
32
|
2
|
16
|
15
|
Расчеты
проведены
|
|
18
|
12-16
|
Разработка
задания на проектирование оснастки
|
2
|
1
|
2
|
16
|
Задание
разработано
|
|
19
|
16-17
|
Проектирование
оснастки
|
48
|
2
|
24
|
17
|
Оснастка
спроектирована
|
|
|
20
|
17-18
|
Изготовление
оснастки
|
64
|
4
|
16
|
18
|
Оснастка
изготовлена
|
|
|
21
|
15-19
|
Проектирование
наладок
|
16
|
2
|
8
|
19
|
Наладки
спроектированы
|
|
|
22
|
18-19
|
Фиктивная
работа
|
0
|
0
|
0
|
19
|
Наладки
спроектированы
|
|
|
23
|
19-20
|
Разработка
задания на проектирование контрольного приспособления
|
2
|
1
|
2
|
20
|
Задание
разработано
|
|
|
24
|
20-21
|
Проектирование
контрольного приспособления
|
48
|
2
|
24
|
21
|
Контрольное
приспособление спроектировано
|
|
|
25
|
21-22
|
Изготовление
контрольного приспособления
|
32
|
4
|
8
|
22
|
Контрольное
приспособление изготовлено
|
|
|
26
|
19-23
|
Разработка
технологических операций
|
24
|
1
|
24
|
23
|
Технологические
операции разработаны
|
|
|
27
|
23-24
|
Расчет
режимов резания и норм времени на выполнение операций
|
32
|
2
|
16
|
24
|
Режимы
резании и нормы времени рассчитаны
|
|
|
28
|
22-25
|
Расчет
норм расхода материала
|
6
|
1
|
6
|
25
|
Нормы
расхода материала рассчитаны
|
24-25
|
Фиктивная
работа
|
0
|
0
|
0
|
25
|
Нормы
расхода материала рассчитаны
|
|
|
30
|
25-26
|
Выбор
оборудования для производства червячного колеса
|
8
|
1
|
8
|
26
|
Оборудование
выбрано
|
|
|
31
|
26-27
|
Выбор
средства транспортировки
|
3
|
1
|
3
|
27
|
Средство
транспортировки выбрано
|
|
|
32
|
26-28
|
Разработка
планировки участка по производству ступицы
|
20
|
2
|
10
|
28
|
Планировка
участка разработана
|
|
|
33
|
27-29
|
Экспериментальная
проверка оснастки и оборудования
|
34
|
2
|
17
|
29
|
Экспериментальная
проверка проведена
|
|
|
34
|
28-29
|
Фиктивная
работа
|
0
|
0
|
0
|
29
|
Экспериментальная
проверка проведена
|
|
|
35
|
29-30
|
Проверка
разрабатываемого тех. процесса
|
30
|
2
|
15
|
30
|
Проверка
проведена
|
|
|
36
|
30-31
|
Изготовление
пробной партии
|
32
|
4
|
8
|
31
|
Пробная
партия изготовлена
|
|
|
37
|
31-32
|
Оформление
приемочного акта
|
7
|
1
|
7
|
32
|
Приемочный
акт оформлен
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3.1.3 Расчет основных параметров
сетевого графика
Вычисление параметров сетевого графика
производится по следующим формулам.
Ранний срок свершения события - это время,
необходимое для выполнения всех работ, предшествующих данному событию -
определяется по формуле:
, где
- номер работы сетевого графика;-
продолжительность работы r;,j - ранний срок свершения события, последующего за
работой r; ,r - ранний срок свершения события, предшествующего работе r.
Поздний срок свершения события - это
наиболее позднее время свершения, увеличение которого недопустимо, так как это
вызывает нарушение срока окончания всей разработки. Определяется по формуле:
, где
,j - поздний срок совершения события
i, предшествующей работе r; ,r - поздний срок свершения события j, последующего
за работой r.
Резерв времени событий - это
максимальное время, на которое может быть отсрочено свершение события без
увеличения срока окончания всей работы в целом. Определяется разностью между
поздним и ранним сроками свершения данного события:
В сетевом графике различают 2 вида
пути: полный и критический.
Полный путь (Ln) - это любая
непрерывная последовательность событий и работ на сетевом графике от исходного
до завершающего события.
Продолжительность полного пути: 
- арифметическая сумма
продолжительностей работ, составляющих путь.
Критический путь - полный путь,
имеющий наибольшую продолжительность.
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, не
изменяя дату достижения конечной цели.
ч 
ч
ч
Рис. 3.1
3.1.4 Расчет параметров событий
Таблица 3.2
|
Код
события
|
Ранний
срок свершения события
|
Поздний
срок свершения события
|
Резерв
|
|
1
|
0
|
0
|
0
|
|
2
|
5
|
14
|
9
|
|
3
|
4
|
4
|
0
|
|
4
|
8
|
8
|
0
|
|
5
|
14
|
14
|
0
|
|
6
|
19
|
27
|
8
|
|
7
|
20
|
20
|
0
|
|
8
|
27
|
27
|
0
|
|
9
|
37
|
37
|
0
|
|
10
|
41
|
41
|
0
|
|
11
|
42
|
44
|
2
|
|
12
|
44
|
44
|
0
|
|
13
|
47
|
55
|
8
|
|
14
|
54
|
62
|
8
|
|
15
|
70
|
78
|
8
|
|
16
|
46
|
46
|
0
|
|
17
|
70
|
70
|
0
|
|
18
|
86
|
86
|
0
|
|
19
|
86
|
86
|
0
|
|
20
|
88
|
88
|
0
|
|
21
|
112
|
112
|
0
|
|
22
|
120
|
120
|
0
|
|
23
|
110
|
110
|
0
|
|
24
|
126
|
126
|
0
|
|
25
|
126
|
126
|
0
|
|
26
|
134
|
134
|
0
|
|
27
|
137
|
137
|
0
|
|
28
|
144
|
154
|
10
|
|
29
|
154
|
154
|
0
|
|
30
|
169
|
169
|
0
|
|
31
|
177
|
177
|
0
|
|
32
|
184
|
184
|
0
|
3.1.5 Расчет параметров работ
Для расчета основных параметров работ в сетевом
графике исходными данными являются параметры событий.
К параметрам работы относятся ранние и поздние
сроки начала и окончания работы, а также резервы времени работы:
- ранний срок начала работы: 
;
ранний срок окончания работы: 
;
поздний срок начала работы: 
;
поздний срок окончания работы: 
;
Полный резерв времени работы - это
время, на которое можно увеличить продолжительность данной работы, не изменяя
продолжительность критического пути.
Полный резерв времени работы
определяется по формуле:
Свободный резерв времени работы -
это время, на которое можно увеличить продолжительность данной работы, не
уменьшая резерва последующего за данной работой события. Он определяется по
формуле:
Таблица 3.3 - Расчет параметров
работ
|
№
работы
|
Код
|
Продолж.
работы, tr
|
     
|
|
|
|
|
|
|
1
|
1-2
|
5
|
0
|
5
|
9
|
14
|
9
|
0
|
|
2
|
1-3
|
4
|
0
|
4
|
0
|
4
|
0
|
0
|
|
3
|
3-4
|
4
|
4
|
8
|
4
|
8
|
0
|
0
|
|
4
|
4-5
|
6
|
8
|
14
|
8
|
14
|
0
|
0
|
|
5
|
2-5
|
0
|
5
|
5
|
14
|
14
|
9
|
9
|
|
6
|
5-6
|
5
|
14
|
19
|
22
|
27
|
8
|
0
|
|
7
|
5-7
|
6
|
14
|
20
|
14
|
20
|
0
|
0
|
|
8
|
7-8
|
7
|
20
|
27
|
20
|
27
|
0
|
0
|
|
9
|
6-8
|
0
|
19
|
19
|
27
|
27
|
8
|
8
|
|
10
|
8-9
|
10
|
27
|
37
|
27
|
37
|
0
|
0
|
|
11
|
9-10
|
4
|
37
|
41
|
37
|
41
|
0
|
0
|
|
12
|
9-11
|
5
|
37
|
42
|
39
|
44
|
2
|
|
13
|
10-12
|
3
|
41
|
44
|
41
|
44
|
0
|
0
|
|
14
|
11-12
|
0
|
42
|
42
|
44
|
44
|
2
|
2
|
|
15
|
12-13
|
3
|
44
|
47
|
52
|
55
|
8
|
0
|
|
16
|
13-14
|
7
|
47
|
54
|
55
|
62
|
8
|
0
|
|
17
|
14-15
|
16
|
54
|
70
|
62
|
78
|
8
|
0
|
|
18
|
12-16
|
2
|
44
|
46
|
44
|
46
|
0
|
0
|
|
19
|
16-17
|
24
|
46
|
70
|
46
|
70
|
0
|
0
|
|
20
|
17-18
|
16
|
70
|
86
|
70
|
86
|
0
|
0
|
|
21
|
15-19
|
8
|
70
|
78
|
78
|
86
|
8
|
8
|
|
22
|
18-19
|
0
|
86
|
86
|
86
|
86
|
0
|
0
|
|
23
|
19-20
|
2
|
86
|
88
|
86
|
88
|
0
|
0
|
|
24
|
20-21
|
24
|
88
|
112
|
88
|
112
|
0
|
0
|
|
25
|
21-22
|
8
|
112
|
120
|
112
|
120
|
0
|
0
|
|
26
|
19-23
|
24
|
86
|
110
|
86
|
110
|
0
|
0
|
|
27
|
23-24
|
16
|
110
|
126
|
110
|
126
|
0
|
0
|
|
28
|
22-25
|
6
|
120
|
126
|
120
|
126
|
0
|
0
|
|
29
|
24-25
|
0
|
126
|
126
|
126
|
126
|
0
|
0
|
|
30
|
25-26
|
8
|
126
|
134
|
126
|
134
|
0
|
0
|
|
31
|
26-27
|
3
|
134
|
137
|
134
|
137
|
0
|
0
|
|
32
|
26-28
|
10
|
134
|
144
|
144
|
154
|
10
|
0
|
|
33
|
27-29
|
17
|
137
|
154
|
137
|
154
|
0
|
0
|
|
34
|
28-29
|
0
|
144
|
144
|
154
|
154
|
10
|
10
|
|
35
|
29-30
|
15
|
154
|
169
|
154
|
169
|
0
|
0
|
|
36
|
30-31
|
8
|
169
|
177
|
169
|
177
|
0
|
0
|
|
37
|
31-32
|
7
|
177
|
184
|
177
|
184
|
0
|
0
|
Найденные величины полного резерва для работ №
1, 5, 6, 9, 12, 14, 15, 16, 17, 21, 32, 34 показывают, что на сроки 9, 9, 8, 8,
2, 2, 8, 8, 8, 8, 10, 10 часов, соответственно, можно передвинуть
соответствующие работы, не изменяя времени критического пути.
Найденные величины свободного резерва для работ
№ 5, 9, 14, 21, 34 показывают, что на сроки 9, 8, 2, 8, 10 часов,
соответственно, можно передвинуть окончания соответствующих работ, не влияя на
изменение характеристик, проходящих через эти работы путей.
3.1.6 Составление сметы затрат на
ТПП
Основные материалы:
Вес заготовки: 6,41 кг; материал: Сталь 3 и
БрО10Ф1. Стоимость 1 кг трубного проката бронзы: 120руб, стоимость проката
стали : 50 руб. ; количество деталей в пробной партии: 10 шт.
ЗМ = ((2,83х120) +(3,58х50)) ∙ 10 = 4150
руб.
. Основная заработная плата:
Таблица 3.4 - Трудоемкость работ
|
Исполнители
|
Трудоемкость,
чел·час
|
Процент
к итогу
|
|
ИТР
|
386
|
75
|
|
Рабочие
|
128
|
25
|
|
Итого:
|
514
|
100
|
, где
- трудоёмкость работ, чел∙час;
- средняя часовая ставка, руб.; - категория исполнителя.
ЗО ИТР = 386∙18,15 = 7005,9
руб.
О РАБ = 128∙14,3 = 1830,4 руб.
О = 7005,9+1830,4 = 8836,3 руб.
. Дополнительная заработная плата:
ЗДОП = 3О ∙КД, где
КД - коэффициент, учитывающий размер
дополнительной заработной платы (КД = 0,2).
ЗДОП = 8836,3 ∙0,2 = 1767,26
руб.
. Отчисления в фонды социального
страхования:
ОФ.С. = (3О + 3Д) ∙ 0,34
ОФ.С. = (8836,3 + 1767,26) ∙
0,34 = 2915,9 руб.
. Косвенные расходы:
Косвенные расходы определяются в
размере 200% от основной заработной платы
руб.
Таблица 3.5 - Смета затрат
|
№
|
Статьи
затрат
|
Результат,
руб.
|
Процент
к итогу
|
|
1.
|
Основные
материалы
|
4150
|
10,87
|
|
2.
|
Основная
заработная плата
|
8836,3
|
24,27
|
|
3.
|
Дополнительная
заработная плата
|
1767,26
|
10,69
|
|
4.
|
Отчисления
в фонды социального страхования
|
2915,9
|
12,55
|
|
5.
|
Косвенные
расходы
|
17672,6
|
41,62
|
|
И
Т О Г О
|
35340
|
100
|
3.2 Сравнительный анализ основных
технико-экономических. показателей
.2.1 Исходные данные для
сравнительного анализа
По существующему технологическому процессу
червячное колесо изготавливается на универсальных токарных и сверлильных
станках. Проектируемый вариант технологического процесса предлагает
изготовление червячного колеса на токарном станке с ЧПУ. Годовая программа
выпуска 1000шт.
Режим работы цеха - двусменный. В новом
технологическом процессе убираются операции: сверловка отверстий и нарезание
резьбы под болты на вертикально-сверлильном станке 2Н125; закручивание болтов и
срубка головок болтов. Сверловка отверстия для закрепления заготовки в кулачки
токарного станка. Остальные исходные данные приведены в таблице 3.6.
Таблица 3.6 - Исходные данные вариантов
технологии
|
№
п/п
|
Исходные
показатели
|
Ед.
изме- рения
|
Варианты
|
|
|
|
Базовый
|
Новый
|
|
1.
|
Годовая
программа выпуска
|
шт.
|
1000
|
1000
|
|
2.
|
Вид
заготовки
|
|
Прокат
|
Прокат
|
|
3.
|
Масса:
заготовки
|
кг.
|
3,58Ст3+
2,83БрОФ
|
3,58Ст3+
2,83БрОФ
|
|
детали
|
кг.
|
3,8
|
3,8
|
|
4.
|
Штучное
время по операциям: Сверловка отверстий на вертикально-сверлильном станке
2Н125
|
мин.
|
5,25
|
-
|
|
Сверловка
отверстия под кулачки на универсальном токарном станке 16К20
|
мин.
|
3,13
|
-
|
|
Токарные
|
мин.
|
22,3
|
|
|
Токарные
|
мин
|
-
|
8,1
|
|
5.
|
Цена
станка: Токарный 16К20(4шт.)
|
руб.
|
1260000
|
-
|
|
Вертик.-сверлильный
2Н125
|
руб.
|
215000
|
-
|
|
Станок
С ЧПУ HAAS SL-10(2шт.)
|
руб.
|
-
|
3100000
|
|
6.
|
Габаритные
размеры станков: Токарный 16К20(4шт.)
|
м²
|
-
|
|
2Н125
|
м²
|
800х500
|
-
|
|
HAAS
SL-10(2шт.)
|
м²
|
-
|
4300х1000
|
|
7.
|
Мощность
станков: 16К20(4шт.)
|
кВт
|
7,2
|
-
|
|
2Н125
|
кВт
|
1,5
|
-
|
|
HAAS
SL-10(2шт.)
|
кВт
|
-
|
5
|
3.2.2 Расчет капитальных вложений
а) Коэффициент занятости оборудования
изготовлением данной детали:
,
г.раб. - годовой объем работы
оборудования по выполнению операции изготовления данной детали,
машино-ч/год;г.раб.общ - общее время работы оборудования за год, машино-ч/год;
, 
.
; 
; 
;
.
б) Балансовая стоимость
оборудования:
,
α - коэффициент, учитывающий
затраты по доставке и монтажу оборудования (α = 1,10 - для
металлорежущих станков, α
= 1,18 для
автоматических линий);- количество операций технологического процесса;- количество
типоразмеров оборудования, занятого выполнением i-той операции изготовления
детали;
Цоб - оптовая цена единицы
оборудования d-го типоразмера, занятого выполнением i-той операции, руб.;
Со - принятое количество единиц
технологического оборудования d-го типоразмера, занятого выполнением i-той
операции;
Кз.о. - коэффициент занятости
технологического оборудования d-го типоразмера, занятого выполнением i-той
операции, руб.
руб.
руб.
в) Стоимость здания, занимаемого
оборудованием:
,
Цпл - средняя стоимость 1м2 общей
площади здания, руб.; - габариты оборудования d-го типоразмера, занятого
выполнением i-ой операции (длина×ширина), м2;- коэффициент,
учитывающий дополнительную площадь, приходящуюся на оборудование d-го
типоразмера, занятое выполнением i-й операции;
Кз.п. - коэффициент занятости
площади для изготовления данной детали (по величине равен Кз.о.).
руб.
руб.
г) Стоимость служебно-бытовых
объектов:
Стоимость служебно-бытовых объектов
учитывается при определении эффективности автоматической линии, ОЦ, ГПС,
специального автоматического оборудования и в других случаях, где имеется
существенная экономия рабочей силы. Площадь служебно-бытовых объектов,
приходящаяся на одного рабочего, равна 7 м2. Стоимость служебно-бытовых
объектов в расчете на 1 м2 площади составляет 4000 руб.
руб.
руб.
д) Капитальные вложения по вариантам
(сумма), руб.:
,
Кбо - балансовая стоимость
оборудования;
Кинстр - балансовая стоимость
инструмента;
Кпл - стоимость здания, занимаемого
оборудованием;
Ксб - стоимость служебно-бытовых
объектов;
Ктп - затраты на технологическую
подготовку производства, проектирование технологических процессов.
руб.
руб.
3.2.3 Расчет текущих затрат
а) Затраты на материалы:
- масса заготовки или материала,
кг;
- цена 1 кг заготовки или
материала, руб;
- коэффициент, учитывающий транспортно-заготовительные
расходы;
- количество реализуемой стружки в
кг, определяемое по формуле
- чистая масса готовой детали, кг;
- цена 1 кг стружки, руб.
руб.
руб.
б) Заработная плата основных
рабочих:
,
Кв.н. - коэффициент, учитывающий
средний процент выполнения технически обоснованных норм (Кв.н.= 1,18);
Кпр - коэффициент, учитывающий
приработок рабочих (руководство бригадой, премии за обучение учеников, за
работу в ночные часы и т.д.), принимается в размере 1,2 - 1,4;шт.к. - норма
штучно-калькуляционного времени на выполнение i-ой операции, мин./шт.;-
количество операций технологического процесса;
,512 - коэффициент, учитывающий
дополнительную заработную плату и отчисления органам соцстрахования;- часовая
тарифная ставка работы, выполняемая на i-той операции, руб.
руб.
руб.
в) Заработная плата вспомогательных
рабочих:
Где lнi - часовая тарифная ставка
наладчика, руб.;
Ноб - норма обслуживания,
определяемая по данным предприятия.
руб.
руб.
г) Амортизация оборудования:
,
а - норма амортизационных
отчислений, принимаемая в размере 15% от балансовой стоимости оборудования.
руб. 
руб.
д) Ремонт оборудования:
, 
- нормативы годовых затрат на все
виды ремонта (капитальный, средний, малый), осмотры и межремонтное
обслуживание, соответственно механической и электрической частей оборудования;
Кмех, Кэ - категория сложности
ремонта механической и электрической части оборудования, р.е.;
- коэффициент, учитывающий класс
точности ремонтируемого оборудования.
е) Амортизация и содержание площади:
- норма амортизационных отчислений,
принимаемая в размере 5% от балансовой стоимости здания, занимаемого
оборудованием и служебных помещений.
руб. 
руб.
ж) Силовая и технологическая
электроэнергия:
,
Nд - суммарная установленная
мощность электродвигателей, кВт;
КN - коэффициент загрузки
электродвигателей оборудования по мощности;
Код - коэффициент одновременной
работы электродвигателей оборудования (принимается равным 0,8);
Кw - коэффициент, учитывающий потери
электроэнергии в сети (принимается Кw = 1,05);
Цэ - стоимость 1кВт/ч электроэнергии
(принимается равным 3,05руб. за 1кВт/ч);
- коэффициент полезного действия
электродвигателей станков 16К20 и 2Н125 (принимается равным 0,65),а HAAS SL-10
- 0,88
руб.
руб.
з) Затраты, связанные с
эксплуатацией инструмента:
и=Сср.эк.и∙to∙,
Сср.эк.и - средняя стоимость
эксплуатации металлорежущего инструмента за одну станко-минуту, руб.- основное
время работы станка, мин.
и) Себестоимость детали по
изменяющимся статьям затрат по вариантам технологических процессов:
С= Sом +Lо+Lв+Aо +Sр+Aпл+ Sэ+Sи
ом - затраты на основные материалы;о
- заработная плата основных рабочих;в - заработная плата вспомогательных
рабочих;о - амортизация оборудования;
Аинстр - амортизация инструмента;р -
текущий ремонт и межремонтное обслуживание оборудования;пл - амортизация и
содержание площади;э - силовая и технологическая электроэнергия;и - затраты,
связанные с эксплуатацией инструмента.
руб.
3.2.4 Расчет годового экономического
эффекта
,
и
- приведенные затраты на годовой
выпуск деталей по базовой и новой технологиям, руб.;
С1 и С2 - себестоимость одной детали
по базовой и новой технологиям, руб.;
К1 и К2 - удельные капитальные
вложения по базовой и новой технологиям, приходящиеся на одну деталь, руб.;и N2
- годовой выпуск деталей по базовой и новой технологиям, шт.;
Ен - нормативный коэффициент
экономической эффективности капитальных вложений (принимается равным 0,2)
.2.5 Расчет срока окупаемости
дополнительных капитальных вложений
.
года.
3.2.6 Показатели эффективности
вариантов технологии
Показатели экономической
эффективности проектируемого варианта технологического процесса даны в таблице
3.7.
Таблица 3.7 - Показатели базового и
проектируемого вариантов технологии
|
Наименование
показателей
|
Ед.
измерения
|
Технологический
процесс
|
|
|
базовый
|
проектируемый
|
|
Годовой
выпуск деталей
|
шт.
|
1000
|
1000
|
|
Масса
заготовки
|
кг.
|
3,58
Ст3 2,83БрОФ
|
3,58
Ст3 2,83БрОФ
|
|
Масса
детали
|
кг.
|
3,8
|
3,8
|
|
Стоимость
старого оборудования
|
руб.
|
1475000
|
|
|
Стоимость
нового оборудования
|
руб.
|
|
3100000
|
|
Капитальные
вложения, всего, в т.ч. стоимость:
|
руб.
|
135441
|
157069
|
|
а)
затраты на ТПП
|
руб.
|
-
|
35340
|
|
б)
оборудования
|
руб.
|
101650
|
119350
|
|
в)
здания, занимаемого оборудованием
|
руб.
|
31165
|
1693
|
|
г)
служебно-бытовых помещений
|
руб.
|
2626
|
686
|
|
Себестоимость
годового выпуска деталей по изменяющимся элементам (статьям) затрат, всего, в
т.ч.:
|
руб.
|
1104646
|
997586
|
|
а)
затраты на материалы
|
руб.
|
953210
|
953210
|
|
б)
заработная плата основных рабочих
|
руб.
|
172200
|
23480
|
|
в)
заработная плата вспомогательных рабочих
|
руб.
|
3280
|
505
|
|
г)
амортизация оборудования
|
руб.
|
2180
|
17900
|
|
д)
ремонт оборудования
|
руб.
|
12720
|
300
|
|
е)
амортизация и содержание площадей
|
руб.
|
1680
|
118
|
|
ж)
силовая и технологическая электроэнергия
|
руб.
|
3730
|
1180
|
|
з)
инструмента
|
руб.
|
980
|
103
|
|
Себестоимость
одной детали
|
руб.
|
1104,646
|
997,488
|
|
Годовой
экономический эффект
|
руб.
|
-
|
4201
|
|
Срок
окупаемости доп. капитальных вложений
|
лет
|
-
|
1,5
|
4. Безопасность и экологичность
проекта
.1 Анализ предполагаемого
технологического процесса с точки зрения охраны окружающей среды и условий
труда
Безопасность производственных процессов
определяется в первую очередь безопасностью производственного оборудования,
которое обеспечивается учетом требований безопасности при составлении
технологического задания на его проектирование, при разработке проекта выпуска
и испытания опытного образца, при передачи его в серийное производство согласно
ГОСТ 12.3.002-75. Основными требованиями к безопасности технологического
процесса является устранение непосредственного контакта работающих с исходными
материалами, заготовками, полуфабрикатами, готовой продукции и отходами
производствами, оказывающими вредное воздействие.
Металлообрабатывающие системы - основной вид
производственного оборудования участка по обработке червячного колеса редуктора
привода лифта. Общие требования безопасности предъявляемые к
металлообрабатывающим станкам определяются согласно ГОСТ 12.2.009-75.
При механической обработке металлов на
металлорежущих станках (фрезерных, сверлильных, токарных и т.д.) возникает ряд
физических, химических, психологических и биологических вредных факторов.
Движущиеся части производственного оборудования,
стружка обрабатываемых материалов, осколки инструмента, повышенное напряжение в
электроцепи - относится к категории физически опасных факторов.
К психологическим вредным производственным
факторам обработки металлов резанием можно отнести физические нагрузки и
монотонность труда.
К биологическим факторам относятся
болезнетворные микро-организмы и бактерии появляющиеся при работе с СОЖ.
Защитные устройства, ограждающие зону обработки,
защищают рабочего от отлетающей стружки и смазочно-охлаждающей жидкости.
Конструкция защитного устройства не должна ограничивать технологических
возможностей станка и вызывать неудобства при работе, уборке и наладке а при
открывании не загрязнять пол СОЖ.
Шум механического происхождения возникает от
движения частей производственного оборудования (металлорежущих станков, моечных
машин и транспортных устройств), от установки и снятия деталей, от смены и
заточки инструмента. Шум вызывает у человека психические нарушения (нарушения
нервной системы), снижает работоспособность.
Механическая обработка сопровождается также и
вибрацией. Источниками вибраций являются шлифовальные, фрезеровальные,
сверлильные станки, моечные машины.
К вредным физическим производственным факторам
относится пылеобразование, характерное для процессов резания. Таким образом,
уборка рабочих мест производится способом исключающим пылеобразование.
Для охлаждения зоны резания допускается применять
минеральное масло с температурой вспышки не ниже 150 градусов Цельсия,
свободное от кислот и влаги. СОЖ подается в зону резания методом распыления в
соответствии с гигиеническими требованиями утвержденными Минздравом Российской
Федерации. В воздухе рабочей зоны выделяются аэрозоли масел и СОЖ.
Содержание углеводородов достигает при этом
150...900 мг/м3, аэрозоли масел 7...45 мг/м3, загрязнение одежды составляет
800...900 мг/м3.
При работе на шлифовальных станках существует
ряд специфических особенностей, которые могут вызвать случаи травматизма. К ним
относятся отлетание частицы абразива и металла. Для предотвращения данных
ситуаций используют защитные кожухи.
4.2 Микроклимат
Показателями, характеризующими микроклимат,
являются:
) температура воздуха;
) относительная влажность воздуха;
) скорость движения воздуха;
) интенсивность теплового излучения.
Нормы производственного микроклимата установлены
ГОСТ 12.1.005-88, СанПин 22.4.584-96. Они едины для всех производств и всех
климатических зон. Параметры микроклимата в рабочей зоне должны соответствовать
оптимальным или допустимым микроклиматическим условиям. Оптимальные условия
обеспечивают нормальное функционирование организма без напряжения механизмов
терморегуляции. При допустимых условиях микроклимата возможно некоторое
напряжение системы терморегуляции без нарушения здоровья человека.
Параметры температуры, влажности и скорости
движения воздуха регламентируются с учетом тяжести физического труда: легкая,
средняя и тяжелая работа. Помимо этого, учитывается сезон года: холодный период
года характеризуется среднесуточной температурой наружного воздуха ниже +10°С и
теплый период с температурой +10°С и выше.
В соответствии с ГОСТ 12.1.005-008 на участке
должна соответствовать данным приведенным в таблице 4.1.:
Таблица 4.1
|
№
п/п
|
Показатели
характеризующие микроклимат
|
Холодный
сезон
|
Теплый
сезон
|
|
1
|
Температура
воздуха
|
18-20°С
|
20-22°С
|
|
2
|
Относительная
влажность воздуха
|
40-60%
|
40-60%
|
|
3
|
Скорость
движения воздуха
|
0,2
м/с
|
0,3
м/с
|
Для соответствия показателей нормативам на
производстве существует общеобменная приточная вентиляция.
4.3 Промышленная вентиляция
Эффективным средством обеспечения надлежащей
чистоты и допустимых параметров микроклимата воздуха рабочей зоны является
промышленная вентиляция. Вентиляцией называется организованный и регулируемый
воздухообмен, обеспечивающий удаление из помещения загрязненного воздуха и
подачу на его место свежего.
По способу перемещения воздуха различают системы
естественной и механической вентиляции. Система вентиляции, перемещение
воздушных масс в которой осуществляется благодаря возникающей разности давлений
снаружи и внутри здания, называется естественной вентиляцией. Разность давлений
обусловлена разностью плотностей наружного и внутреннего воздуха и ветровым
напором, действующим на здание. При действии ветра на поверхностях здания с
подветренной стороны образуется избыточное давление, на заветренной стороне -
разряжение. Распределение давлений по поверхности зданий и их значение зависят
от направления и силы ветра, а также от взаимоположения зданий.
Неорганизованная естественная вентиляция -
инфильтрация, или естественное проветривание, - осуществляется сменой воздуха в
помещениях через неплотности в ограждениях и элементах строительных конструкций
благодаря разности давлений снаружи и внутри помещений. Такой воздухообмен
зависит от случайных факторов - силы и направления ветра, температуры воздуха
внутри и снаружи здания, вида ограждений и качества строительных работ.
Инфильтрация может быть значительной для жилых зданий достигать 0,5…0,75 объема
помещения в час, а для промышленных предприятий - до 1…1,5 ч.
Для постоянного воздухообмена, требуемого по
условиям поддержания чистоты воздуха в помещении, необходима организационная
вентиляция. Организованная естественная вентиляция может быть вытяжной без
организованного притока воздуха (канальная) и приточно-вытяжной с
организованным притоком воздуха (канальная и безканальная аэрация).
Канальная естественная вытяжная вентиляция без
организованного притока воздуха широко применяется в жилых и административных
зданиях. Расчетное гравитационное давление таких систем вентиляции определяют
при температуре наружного воздуха +5˚С, считая, что все давление падает в
тракте вытяжного канала, при этом сопротивление входу воздуха в здании не
учитывается. При расчете сети воздуховодов прежде всего производят
ориентировочный подбор их сечений, исходя из допустимых скоростей движения
воздуха в каналах верхнего этажа - 1,0 м/с и в вытяжной шахте - 1…1,5 м/с.
Для увеличения располагаемого давления в
системах естественной вентиляции на устье вытяжных шахт устанавливают
насадки-дефлекторы.
Аэрацией называется организованная естественная
общеобменная вентиляция помещений в результате поступления и удаления воздуха
через открывающиеся фрамуги окон и фонарей. Воздухообмен в помещении регулируют
различной степенью открывания фрамуг (в зависимости от температуры наружного
воздуха, скорости и направления ветра). Как способ вентиляции аэрация нашла
широкое применение в промышленных зданиях, характеризующихся технологическими
процессами с большими тепловыделениями (прокатных цехах, литейных, кузнечных).
Поступление наружного воздуха в цех в холодный период года организуют так,
чтобы холодный воздух не попадал в рабочую зону. Для этого наружный воздух подают
в помещение через проемы, расположенные не ниже 4,5 м от пола, в теплый период
года приток наружного воздуха ориентируют через нижний ярус оконных проемов (h
= 1,5…2 м).
При расчете аэрации определяют требуемую площадь
проходного сечения проемов и аэрационных фонарей для подачи и удаления
необходимого количества воздуха. Исходными данными являются конструктивные
размеры помещений, проемов и фонарей, величины теплопродукции в помещении,
параметры наружного воздуха.
Основным достоинством аэрации является возможность
осуществлять большие воздухообмены без затрат механической энергии. К
недостаткам аэрации следует отнести то, что в теплый период года эффективность
аэрации может существенно падать вследствие повышения температуры наружного
воздуха и того, что поступающий в помещение воздух не очищается и не
охлаждается.
Вентиляция, с помощью которой воздух подается в
производственные помещения или удаляется из них по системам вентиляционных
каналов с использованием для этого специальных механических побудителей,
называется механической вентиляцией.
Механическая вентиляция по сравнению с
естественной имеет ряд преимуществ: большой радиус действия вследствие
значительного давления, создаваемого вентилятором; возможность изменять или
сохранять необходимый воздухообмен независимо от температуры наружного воздуха
и скорости ветра; подвергать вводимый в помещение воздух предварительной
очистке, осушке или увлажнению, подогреву или охлаждению; организовывать
оптимальное воздухораспределение с подачей воздуха непосредственно к рабочим
местам; улавливать вредные выделения непосредственно в местах их образования и
предотвращать их распределение по всему объему помещения, а также возможность
очищать загрязненный воздух перед выбросом его в атмосферу. К недостаткам
механической вентиляции следует отнести значительную стоимость сооружения и
эксплуатации ее и необходимость проведения мероприятий по борьбе с шумом.
Системы механической вентиляции подразделяются
на общеобменные, местные, смешанные, аварийные и системы кондиционирования.
Общеобменная вентиляция предназначена для
ассимиляции избыточной теплоты, влаги и вредных веществ во всем объеме рабочей
зоны помещений. Она применяется в том случае, если вредные выделения поступают
непосредственно в воздух помещения, рабочие места не фиксированы, а
располагаются по всему помещению. Обычно объем воздуха, подаваемого в помещение
при общеобменной вентиляции, равен объему воздуха, удаляемого из помещения.
Однако в ряде случаев возникает необходимость нарушить это равенство. Так, в
особо чистых цехах электровакуумного производства, для которых большое значение
имеет отсутствие пыли, объем притока воздуха делается больше объема вытяжки, за
счет чего создается некоторый избыток давления в производственном помещении,
что исключает попадание пыли из соседних помещений. В общем случае разница
между объемами приточного и вытяжного воздуха не должна превышать 10…15 %.
Существенное влияние на параметры воздушной
среды в рабочей зоне оказывает правильная организация и устройство приточных и
вытяжных систем.
Воздухообмен, создаваемый в помещении
вентиляционными устройствами, сопровождается циркуляцией воздушных масс в
несколько раз больших объема подаваемого или удаляемого воздуха. Возникающая
циркуляция является основной причиной распространения и перемешивания вредных
выделений и создания в помещении разных по концентрации и температуре воздушных
зон. Так, приточная струя, входя в помещение, вовлекает в движение окружающие
массы воздуха, в результате чего масса струи в направлении движения будет возрастать,
а скорость падать.
Скорость затухания движения воздуха зависит от
диаметра выпускного отверстия d0: чем больше d0, тем медленнее затухание. Если
нужно быстрее погасит скорость приточных струй, подаваемый воздух должен быть
разбит на большое число мелких струй.
Существенное влияние на траекторию струи
оказывает температура приточного воздуха: если температура приточной струи выше
температуры воздуха помещения, то ось загибается вверх, если ниже, то вниз и
при изометрическом течении она совпадает с осью приточного отверстия.
К всасывающему отверстию (вытяжная вентиляция)
воздух натекает со всех сторон, вследствие чего и падение скорости происходит
весьма интенсивно.
Циркуляция воздуха в помещении и соответственно
концентрация примесей и распределение параметров микроклимата зависят не только
от наличия приточных и вытяжных струй, но и от их взаимного расположения.
Различают четыре основные схемы организации воздухообмена при общеобменной
вентиляции: сверху - вниз, сверху - вверх, снизу - вверх, снизу - вниз.
Наиболее равномерное распределение воздуха достигается в том случае, когда
приток равномерен по ширине помещения, а вытяжка сосредоточенна.
При организации воздухообмена в помещениях
необходимо учитывать и физические свойства вредных паров и газов и в первую
очередь их плотность. Если плотность газов ниже плотности воздуха, то удаление
загрязненного воздуха происходит в верхней зоне, а подача свежего -
непосредственно в рабочую зону. При выделении газов с плотностью, большей
плотности воздуха, из нижней части помещения удаляется 60…70 % и из верхней
части 30…40 % загрязненного воздуха. В помещениях со значительными выделениями
влаги вытяжка влажного воздуха осуществляется в верхней зоне, а подача свежего
в количестве 60 % - в рабочую зону и 40 % - в верхнюю зону.
По способу подачи и удаления воздуха различают
четыре схемы вентиляции: приточная, вытяжная, приточно-вытяжная и системы с
рециркуляцией. По приточной схеме воздух подается в помещение после подготовки
его в приточной камере. В помещении при этом создается избыточное давление, за
счет которого воздух уходит наружу через окна, двери или другие помещения.
Приточную систему применяют для вентиляции помещений, в которые нежелательно
попадание загрязненного воздуха из соседних помещений или холодного воздуха
извне.
Установки приточной вентиляции обычно состоят из
следующих элементов: воздухообразного устройства для забора чистого воздуха;
воздуховодов, по которым воздух подается в помещение; фильтров для очистки
воздуха от пыли; калориферов, в которых подогревается холодный наружный воздух;
побудителя движения; увлажнителя-осушителя; приточных отверстий или насадков,
через которые воздух распределяется по помещению. Воздух из помещения удаляется
через неплотности конструкций.
Вытяжная система предназначена для удаления
воздуха из помещения. При этом в нем создается пониженное давление и воздух
соседних помещений или наружный воздух поступает в данное помещение. Вытяжную
систему целесообразно применять в том числе, если вредные выделения данного помещения
не должны распространяться на соседние, например, для вредных цехов, химических
и биологических лабораторий.
Установки вытяжной вентиляции состоят из
вытяжных отверстий или насадок, через которые воздух удаляется из помещения;
побудителя движения; воздуховодов; устройств для очистки воздуха от пыли или
газов, устанавливаемых для защиты атмосферы, и устройства для выброса воздуха,
которое располагается на 1…1,5 м выше конька крыши. Чистый воздух поступает в
производственное помещение через неплотности в ограждающих конструкциях, что
является недостатком данной системы вентиляции, так как неорганизованный приток
холодного воздуха (сквозняки) может вызывать простудные заболевания.
Приточно-вытяжная вентиляция - наиболее
распространенная система, при которой воздух подается в помещение приточной
системой, а удаляется вытяжкой; системы работают одновременно.
В отдельных случаях для сокращения
эксплуатационных расходов на нагревание воздуха применяют системы вентиляции с
частичной рециркуляцией. В них к поступающему снаружи воздуху подмешивают
воздух, отсасываемый из помещения вытяжной системой. Количество свежего и
вторичного воздуха регулируют клапанами. Свежая порция воздуха в таких системах
обычно составляет 20…10 % общего количества подаваемого воздуха. Систему
вентиляции с рециркуляцией разрешается использовать только для тех помещений, в
которых отсутствуют выделения вредных веществ или выделяющиеся вещества
относятся к 4-му классу опасности, и концентрация их в воздухе, подаваемом в
помещение, не превышает 30 % предельно допустимой концентрации. Применение
рециркуляции не допускается и в том случае, если в воздухе помещений содержатся
болезнетворные бактерии, вирусы или имеются резко выраженные неприятные запахи.
Отдельные установки общеобменной механической
вентиляции могут не включать всех указанных выше элементов. Например, приточные
системы не всегда оборудуются фильтрами и устройствами для изменения влажности
воздуха, а иногда приточные и вытяжные установки могут не иметь сети
воздуховодов.
Расчет потребного воздухообмена при общеобменной
вентиляции производят, исходя из условий производства и наличия избыточной
теплоты, влаги и вредных веществ. Для качественной оценки эффективности
воздухообмена применяют понятие кратности воздухообмена kв - отношение
количества воздуха, поступающего в помещение в единицу времени L (м3/ч), к
объему вентилируемого помещения Vп (м3). При правильно организованной
вентиляции кратность воздухообмена должна быть значительно больше единицы.
При нормальном микроклимате и отсутствии вредных
выделений количество воздуха при общеобменной вентиляции принимают в
зависимости от объема помещения, приходящегося на одного работающего.
Отсутствие вредных выделений - это такое их количество в технологическом
оборудовании, при одновременном выделении которых в воздухе помещения
концентрация вредных веществ не превысит предельно допустимую.
С помощью местной вентиляции необходимые
метеорологические параметры создаются на отдельных рабочих местах. Например,
улавливание вредных веществ непосредственно у источника возникновения,
вентиляция кабин наблюдения и т.д. Наиболее широкое распространение находит
местная вытяжная локализующая вентиляция. Основной метод борьбы с вредными
выделениями заключается в устройстве и организации отсосов от укрытий.
Конструкции местных отсосов могут быть полностью
закрытыми, полуоткрытыми или открытыми. Наиболее эффективны закрытые отсосы. К
ним относятся кожухи, камеры, герметично или плотно укрывающие технологическое
оборудование. Если такие укрытия устроить невозможно, то применяют отсосы с
частичным укрытием или открытые: вытяжные зонты, отсасывающие панели, вытяжные
шкафы, бортовые отсосы и др.
Один из самых простых видов местных отсосов -
вытяжной зонт. Он служит для улавливания вредных веществ, имеющих меньшую
плотность, чем окружающий воздух. Зоны устанавливают над ваннами различного
назначения, электро- и индукционными печами и над отверстиями для выпуска
металла и шлака из вагранок. Зонты делают открытыми со всех сторон и частично
открытыми с одной стороны, двух и трех сторон. Эффективность работы вытяжного
зонта зависит от размеров, высоты подвеса и угла его раскрытия. Чем больше
размеры и чем ниже установлен зонт над местом выделения веществ, тем он
эффектнее. Наиболее равномерное всасывание обеспечивается при угле раскрытия
зонта не менее 60°.
Отсасывающие панели применяют для удаления
вредных выделений, увлекаемых конвективными токами, при таких ручных операциях,
как электросварка, пайка, газовая сварка, резка металла и т.п. Вытяжные шкафы -
наиболее эффективное устройство по сравнению с другими отсосами, так как почти
полностью укрывают источник выделения вредных веществ. Незакрытыми в шкафах
остаются лишь проемы для обслуживания, через которые воздух из помещения
поступает в шкаф. Форму проема выбирают в зависимости от характера
технологических операций.
Смешанная система вентиляции является сочетанием
элементов местной и общеобменной вентиляции. Местная система удаляет вредные
вещества из кожухов и укрытий машин. Однако часть вредных веществ через неплотности
укрытий проникает в помещение. Эта часть удаляется общеобменной вентиляцией.
Аварийная вентиляция предусматривается в тех
производственных помещениях, в которых возможно внезапное поступление в воздух
большого количества вредных или взрывоопасных веществ. Производительность
аварийной вентиляции определяют в соответствии с требованиями нормативных
документов в технологической части проекта. Если такие документы отсутствуют,
то производительность аварийной вентиляции принимается такой, чтобы она вместе
с основной вентиляцией обеспечивала в помещении не менее восьми воздухообменов
за 1 ч. Система аварийной вентиляции должна включаться автоматически при
достижении ПДК вредных выделений или при остановке одной из систем общеобменной
или местной вентиляции. Выброс воздуха аварийных систем должен осуществляться с
учетом возможности максимального рассеивания вредных и взрывоопасных веществ в
атмосфере.
Для создания оптимальных метеорологических
условий в производственных помещениях применяют наиболее совершенный вид
промышленной вентиляции - кондиционирование воздуха. Кондиционированием воздуха
называется его автоматическая обработка с целью поддержания в производственных
помещениях заранее заданных метеорологических условий независимо от изменения
наружных условий и режимов внутри помещения. Такие строго определенные
параметры воздуха создаются в специальных установках, называемых
кондиционерами. В ряде случаев помимо обеспечения санитарных норм микроклимата
воздуха в кондиционерах производят специальную обработку: ионизацию,
дезодорацию, озонирование и т.п.
Кондиционеры могут быть местными (для
обслуживания отдельных помещений) и центральными (для обслуживания нескольких
отдельных помещений).
Кондиционирование воздуха играет существенную
роль не только с точки зрения безопасности жизнедеятельности, но и во многих
технологических процессах, при которых не допускаются колебания температуры и
влажности воздуха. Поэтому установки кондиционирования в последние годы находят
все более широкое применение на промышленных предприятиях.
Кондиционирование воздуха играет существенную
роль не только с точки зрения безопасности жизнедеятельности, но и во многих
технологических процессах, при которых не допускаются колебания температуры и
влажности воздуха. Поэтому установки кондиционирования в последние годы находят
все более широкое применение на промышленных предприятиях.
В воздухе цеха постоянно присутствуют вредные
вещества. Это связано с тем что материалы, которые обрабатываются в цеху
выделяют опасные химические соединения
Как следствие повышение риска заболевания
сердечнососудистой и дыхательной системы. Кроме того, большая часть
оборудования и других материалов постоянно выделяет в воздух опасные химические
соединения. Их ПДК (предельно допустимые концентрации) в санитарно-гигиенических
заключениях на данное оборудование и материалы задается из условий соблюдения
норм вентиляции. И чем хуже работает вентиляция, тем сильнее возрастает
концентрация данных вредностей в воздухе цеха. Поэтому от обеспечения должной
вентиляции напрямую зависит здоровье работников цеха.
В воздухе цеха постоянно присутствуют вредные
вещества. Это связано с тем что материалы которые обрабатываются в цеху
выделяют опасные химические соединения.
В ввиду разнородного поступления в воздух
вредных веществ, которое связано с тем, что на каждом сечении производственного
помещения присутствует определенное количество опасных химических соединений,
расчет будет производится для каждой i-ой площади поперечного сечения
воздуховода.
4.4 Расчет вентиляции производственных
помещений
Определение вредных выделений в производственном
помещении;
Расчет потребного воздухообмена;
Определение конфигурации вентиляционной сети в
помещении;
Расчет воздуховодов и их сопротивления;
Подбор вентилятора и электродвигателя.
4.4.1 Исходные данные для расчета
механической вентиляции
Производственное помещение - механический цех;
Размеры производственного помещения:
ширина - 20 м;
длина - 32 м;
высота - 8 м.
. Остекление помещения:
площадь окон с двойным остеклением - 100 м2;
площадь фонарей с двойным остеклением - 100 м2.
. Площадь покрытия:
с чердаком - 600 м2.
. Количество работающих в одну смену - 13
человека;
. Наименование оборудования, его количество и
мощность:
станки - 6 шт.;
мощность одного станка, в среднем - 20 кВт;
кран-балка - 1 шт.;
мощность крана-балки - 10 кВт;
. Выделение вредностей при технологическом
процессе:
углекислый газ СО2 - 780 г/ч;
. Мощность, расходуемая светильниками - 8 кВт.
4.4.2 Решение
Определение количества СО2, которое выделяется
работающими:
= N·g, где
- число работников на участке;- количество СО2,
выдыхаемое одним человеком в час= 60 г/ч.= 13·60 = 780 г/ч
Определение количества тепловыделений в
помещении:
От людей:
=N·q, где
- число работников на участке;- количество
тепла, выделяемое человеком за 1 час, q = 180 Вт/чел.= 13·180 = 2340 Вт = 2340
Дж/с
Q´1 = 8424 кДж/ч
От солнечной радиации, поступающей через окна:
=F0·q0·A0, где
- площадь окон, м2;- тепловыделения через 1м2
поверхности, Вт/м2;- коэффициент учета характера остекления.= 100·185·1,15 =
21275 Дж/с
Q´2 = 76590 кДж/ч
От перехода механической энергии в тепловую:
Q3 =1000 ·NΣ ·η, где
NΣ - суммарная мощность
станков, кВт;
η - коэффициент
полезного действия.= 1000·140·0,2 = 28000 Дж/с
Q´3 = 100800 кДж/ч
Q4 = 1000·Nc·η, где
- мощность, расходуемая светильниками, кВт;
η - коэффициент
полезного действия.= 1000·8·0,95 = 7600 Дж/с
Q´4 = 27360 кДж/ч.
Суммарное выделение тепла на участке:
= 213174 кДж/ч
Определение потребного воздухообмена
при избытке теплоты:
, где
с - массовая удельная теплоемкость
воздуха, с = 1кДж/кг°С;
ρ - плотность приточного воздуха,
ρ
= 1,24 кг/м3;В,
tH - верхний и нижний пределы допустимых значений температуры в помещении
соответственно.
м3/ч
Выбор системы вентиляции для
производственного помещения. Принята общеобменная приточная с распределением
воздуха:
Расчет сечения воздуховодов:
, где
- площадь поперечного сечения i-го
воздуховода, м2;- скорость движения воздуха в i-том воздуховоде м/с;
, где
- диаметр i-го воздуховода, м.
Определение сопротивления сети
воздуховодов:
, где
- падение давления воздуха в i-том
воздуховоде;
= 1093,13 Па;
с учетом коэффициента запаса к =
1,1,
Па.
Подбор вентилятора.
Производительность вентилятора должна быть L=9000 м3/ч при давлении 1202,44 Па.
При сопротивлении сети P > 200 Па
целесообразно использовать центробежный вентилятор.
Подбор электродвигателя для
вентилятора:
, где
- произведение КПД вентилятора и
привода, = 0,8.
кВт.
Таблица 4.2 - Результаты расчета
|
№
|
Li,
м3/2
|
Vi,
м/с
|
li,
м
|
Ri,
Па/м
|
ξi
|
ρ,
кг/м3
|
di,
м
|
Viρ/2,
Па
|
Rili
|
Zi=ξ(Vρ2/2)
|
ΔP=Rili+Z
|
Δ=ΣΔP
|
|
11
|
3500
|
10
|
2
|
0,03
|
2,9
|
1,24
|
0,351
|
62
|
0,06
|
179,8
|
179,86
|
-
|
|
12
|
3500
|
10
|
10
|
0,04
|
0,8
|
1,24
|
0,351
|
62
|
0,4
|
49,6
|
50
|
229,86
|
|
13
|
3000
|
9
|
2
|
0,05
|
1,9
|
1,24
|
0,34
|
50,22
|
0,1
|
95,42
|
95,52
|
325,38
|
|
14
|
2000
|
9
|
10
|
0,01
|
0,8
|
1,24
|
0,28
|
50,22
|
0,1
|
40,18
|
40,28
|
365,66
|
|
15
|
2000
|
8
|
2
|
0,04
|
1,9
|
1,24
|
0,296
|
39,68
|
0,08
|
75,39
|
75,47
|
441,13
|
|
16
|
2000
|
7
|
10
|
0,05
|
0,8
|
1,24
|
0,317
|
30,38
|
0,5
|
24,3
|
24,8
|
465,93
|
|
17
|
2500
|
7
|
2
|
0,03
|
1,9
|
1,24
|
0,355
|
30,38
|
0,06
|
57,72
|
57,78
|
523,71
|
|
18
|
3500
|
8
|
10
|
0,04
|
0,8
|
1,24
|
0,392
|
39,68
|
0,4
|
31,74
|
32,14
|
555,85
|
|
19
|
9000
|
9
|
2
|
0,06
|
1,9
|
1,24
|
0,595
|
50,22
|
0,12
|
95,42
|
95,54
|
651,39
|
|
21
|
4000
|
9
|
2
|
0,04
|
0,9
|
1,24
|
0,396
|
50,22
|
0,08
|
45,198
|
45,28
|
696,67
|
|
22
|
4000
|
9
|
10
|
0,05
|
1,9
|
1,24
|
0,396
|
50,22
|
0,5
|
95,42
|
95,92
|
792,59
|
|
23
|
4000
|
8
|
2
|
0,03
|
0,8
|
1,24
|
0,421
|
39,68
|
0,06
|
31,74
|
31,8
|
824,39
|
|
24
|
3000
|
8
|
10
|
0,02
|
1,9
|
1,24
|
0,364
|
39,68
|
0,2
|
75,39
|
75,59
|
899,98
|
|
25
|
2500
|
8
|
2
|
0,04
|
0,8
|
1,24
|
0,33
|
39,68
|
0,08
|
31,74
|
31,82
|
931,8
|
|
26
|
2500
|
8
|
10
|
0,03
|
1,9
|
1,24
|
0,33
|
39,68
|
0,3
|
75,39
|
75,69
|
1007,49
|
|
27
|
4000
|
7
|
2
|
0,04
|
0,9
|
1,24
|
0,45
|
30,38
|
0,08
|
37,24
|
27,42
|
1034,91
|
|
28
|
5500
|
7
|
10
|
0,05
|
1,9
|
1,24
|
0,526
|
30,38
|
0,5
|
57,72
|
58,22
|
1093,13
|
Рис. 4.1
Выводы
Изучен базовый технологический процесс и принято
решение о целесообразности внесения изменений техпроцесса.
Принято решение о замене универсальных станков
на станки с ЧПУ.
Проектируемый технологический процесс
сокращается на несколько операций; токарные операции; сверловка отверстий и
нарезка резьбы; закрепление венца на ступице болтами и срубка головок болтов; а
также транспортные операции.
Годовой экономический эффект составляет 4187
руб. Срок окупаемости дополнительных капитальных вложений 1,5 года.
Список использованной литературы
1. Справочник
технолога машиностроителя. В 2-х т, Под. Ред. А.Г. Косиловой 4-е изд. - М.
Машиностроение, 1985.
2. А.Н.
Ковшов Технология машиностроения: Учебник. - М. Машиностроение, 1987.
. М.Е.
Егоров Технология машиностроения: Учебник. Изд. 2-е. - М. Высшая Школа, 1976.
. Основы
технологии машиностроения. Под ред. В.С. Корсакова. Изд. 3-е. Учебник для
вузов. - М. Машиностроение, 1977.
. А.Г.
Косилова Точность обработки, заготовки и припуски в машиностроении. Справочник
технолога. - М. Машиностроение, 1976.
. А.И.
Якушев Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения: Учебник для
вузов 6-е изд. - М. Машиностроение, 1986.
. Организация
и планирование машиностроительного производства. Учебник для вузов. Под ред.
М.И. Ипатова - М., Высшая школа, 1988.
. Детали
и механизмы металлорежущих станков. В 2-х т. Под ред. Д.Н. Решетова. - М.
Машиностроение, 1971.
. Металлорежущие
станки: Учебник для вузов. Под ред. В.Э. Пуша. - М. Машиностроение, 1985.
. Металлорежущие
инструменты: Учебник для вузов. Г.Н. Сахаров. - М. Машиностроение, 1989.
. Конструирование
инструмента: Учебник для машиностроительных техникумов. Под общ. ред. Г.А.
Алексеева. - М. Машиностроение, 1979.
. Н.К.
Фотеев. Производство заготовок: конспект лекций. Москва, 1998.
. В.С.
Корсаков. Основы конструирования приспособлений. Учебник для вузов 2-е изд. -
М., Машиностроение, 1979.
. А.А.
Вардашкин. Станочные приспособления. Справочник в 2-х томах. - М. Машиностроение,
1979.
. Измерительные
системы для обеспечения качества. Журнал, 2002.
. Безопасность
жизнедеятельности: Учебник для вузов. - С.В. Белов, А.М. Ильницкая, А.Ф.
Козьяков и др.; под общ. Ред. С.В. Белова. - М., Высш. шк., 2004.
. Режимы
резания металлов. Справочник. Под ред. Ю.В. Барановского. М.: Машиностроение,
1972.
. Диссертация:
Процесс шевингования зубьев червячного колеса специальным шевером. А.И.
Торманов, 2002.
Приложение
