Проектирование механообрабатывающего цеха для изготовления деталей ЯМЗ с подробной разработкой технологического процесса изготовления шестерни первой передачи и заднего хода

Содержание

ВВЕДЕНИЕ

. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ К ПРОЕКТУ

.1 Исходные данные

.2 Конструктивно-технологическая характеристика объекта производства

. ПАТЕНТНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

.1 Технологическая часть

.2 Анализ базового технологического процесса изготовления детали

.3 Выбор исходной заготовки и метод ее получения

.4 Разработка технологического маршрута обработки

.5 Выбор баз

.6 Выбор методов обработки

.7 Расчет припусков и межпереходных размеров

.8 Расчет режимов резания и норм времени

. КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ

.1 Станочное приспособление

.1.1 Служебное назначение и принцип работы

.1.2 Расчет станочного приспособления и усилия его зажима

.1.3 Расчет приспособления на точность

.2 Средства механизации и автоматизации

.3 Контрольное приспособление

.4 Режущий и вспомогательный инструмент

. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЦЕХА

.1 Производственная программа

.2 Расчет количества оборудования

.3 Расчет количества работающих

.4 Расчет площадей цеха и выбор строительных элементов здания

.5 Планировка участка и компоновка цеха

. ОХРАНА ТРУДА

.1 Характеристика цеха

.2 Анализ технологического процесса с точки зрения безопасности работы

.3 Производственный шум и меры борьбы с ним

.4 Вибрация

.5 Освещение цеха

.6 Электробезопасность

.7 Метеорологические условия

.8 Противопожарные мероприятия

. ЭКОНОМИКА ПРОИЗВОДСТВА

.1 Исходные данные проекта

.2 Ведомость оборудования

.3 Расчёт количества оборудования и коэффициента загрузки

.4 Расчет изменяемых элементов

.5 Расчёт капиталоёмкости продукции

.6 Расчёт затрат энергии на технологические цели

.7 Расчёт затрат на сжатый воздух

.8 Расчёт заработной платы и единого социального налога

.9 Затраты на эксплуатацию оборудования:

.10 Калькуляция технологической себестоимости

.11 Сравнительные технико-экономические показатели

.12 Расчёт годовых денежных поступлений

.13 Расчет чистой дисконтированной стоимости, коэффициента внутренней доходности и срока окупаемости.

.14 Срок окупаемости

.15 Итоговые показатели проекта

. КОМПЬЮТЕРНО-ИНТЕГРИРОВАННАЯ КОНСТРУКТОРСКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ПОДГОТОВКА ПРОИЗВОДСТВА

.1 Размерный анализ ТП и расчет технологических размеров по программе KON7

.2 Расчет оптимального режима резания по программе KONCUT

.3 Проектирование управляющей программы токарной обработки детали на станке с ЧПУ в CAD/CAM Fikus WireEDM&Lathe

.4 Оформление технологической документации в САПР ТП «Вертикаль»

ВЫВОДЫ И ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

Список использованных источников

ВВЕДЕНИЕ

На основе ускорения научно-технического прогресса, коренных преобразований в технике и технологии, мобилизации всех технических и организационных факторов предстоит добиться значительного повышения производительности труда.

Ключевую роль в материализации новейших достижений в науке и техники играет машиностроение. Развитие этой отрасли - основа научно-технического прогресса и поддержание на должном уровне обороноспособности страны.

Научно-технический прогресс должен быть настроен на радикальное улучшение использования природных ресурсов, сырья, материалов, топлива и энергии на всех стадиях от добычи и комплексной переработки сырья до использования конечной продукции.

В центре экономической политики и всей практической работы выдвигается задача всемирного повышения технического уровня и качества продукции. Применение прогрессивных, высокопроизводительных методов обработки, обеспечивающих высокую точность и качество поверхностей деталей машин, методов упрочнения рабочих поверхностей, повышающих ресурс работы деталей и машины в целом, эффективное использование современных автоматических линий и точных станков с программным управлением, ЭВМ, применение прогрессивных форм организации и экономики производственных процессов. Все это направлено на решение главных задач: повышение эффективности производства и качества продукции.

Эффективность научно-технического прогресса зависит не только от наращивания выпуска новейшей техники, но и лучшего использования основных фондов, увеличения объема продукции с каждой единицы оборудования, с каждого квадратного метра производственной площади.

Технология в значительной степени определяет состояние и развитие производства. От её уровня зависит производительность труда, экономичность расходования материала, энергетических ресурсов, качества выпускаемой продукции и другие показатели.

В соответствие свыше сказанным, задача дипломной работы является разработка более совершенного технологического процесса изготовления шестерни первой передачи и заднего хода вторичного вала обеспечивающего повышение его эффективности, за счет применения современного оборудования и снижения себестоимости изготовления детали.

1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ К ПРОЕКТУ

 

1.1 Исходные данные

Шестерня, дет. 236-1701112,1 передачи и заднего хода вторичного вала с программой выпуска 45000 шт.

Целью данной дипломной работы является разработка технологического процесса, позволяющего повысить производительность труда, снизить энергетические затраты, повысить качество продукции при изготовлении шестерни I передачи и заднего хода. Изменение состава оборудования, сокращение парка станков и численности производственных рабочих, применение новых видов технологической оснастки, инструмента.

Химический состав стали 15ХГН2ТАГ (ГОСТ 4543-71), массовой доли в %

Таблица 1

C	Si	Mn	S	Р	Сu	Ni	Cr	Ti	Fe
			Не более
0,13...0,18	0,17...0,37	0,7...1	0,025	0,025	0,30	1,40...1,80	0,70... 1	0,03...0,09	95

 

1.2 Конструктивно-технологическая характеристика объекта производства

Шестерня 236-1701112 служит для включения I передачи и заднего хода в пятиступенчатых коробках передач дизельного двигателя ЯМЗ-236. Шестерня устанавливается на вторичном валу с помощью эвольвентных шлицов, которые передают крутящий момент с шестерни на вал и обеспечивают осевое перемещение шестерни.

При перемещении вперед, зубья ее входят в зацепление с промежуточным валом; включается первая передача.

При перемещении назад зубья шестерни зацепляются с боком промежуточных шестерен, обеспечивая включение заднего хода.

Для легкого ввода зубьев в зацепление, они имеют специальную заправку торцев. Шестерня перемещается вдоль вала с помощью вилки, входящей лапками в паз на ступице шестерни.

Для обеспечения равномерной нагрузки на обе лапки вилки (а следовательно, равномерного износа), ограничено допустимое биение «стенок» и «дна» паза относительно посадочного диаметра шлицевого отверстия. В качестве заготовки принята поковка из стали марки 15ХГН2ТА с термообработкой в виде: цементации и закалки, что обеспечивает необходимую прочность на изгиб зубьев шестерен и шлицевого соединения.

Анализ технических условий с помощью теории размерных цепей. В конструкции шестерни была выявлена размерная цепь, которая вы глядит следующим образом (рисунок 1.1):

Рисунок 1.1 - Схема размерной цепи

Для данной размерной цепи заданы следующие линейные размеры:

мм, мм, мм.

Необходимо определить с какой точностью будет выдержана длина замыкающего звена  при обработке шестерни.

Из схемы видно, что A1 - увеличивающее звено, а звенья А2 и А3 - уменьшающие.

Номинальное значение замыкающего звена определяем по формуле:

где m - общее количество звеньев в размерной цепи;

- передаточное отношение.

Для линейных размерных цепей с параллельными звеньями для увеличивающих составляющих звеньев .

мм.

Величину поля допуска замыкающего звена определяем по формуле:

 мм.

Предельные отклонения замыкающего звена определяются по формулам:

где ,  - верхнее и нижнее предельные отклонения звена размерной цепи;

 - координата середины поля допуска звена;

 - допуск звена;

 мм.

 мм.

Окончательно получаем мм.

2. ПАТЕНТНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

В дипломном проекте предлагается использовать патенты и авторские свидетельства, выбранные по сборнику «Изобретения» - официального бюллетеня Российского агентства по патентам и товарным знакам. Краткий анализ патентов приведен ниже, а полное описание с иллюстрациями в приложении.

Патент Российской федерации № RU2214318C2 7 «Реверсивное сверло» МКИ 7 В23В51/00. 2004 г.

Реверсивное сверло, содержащее симметричные перья с направляющими ленточками, стружкоотводные канавки и режущие лезвия, задние поверхности которых наклонены к вершине сверла под углом в плане и образуют с обеих сторон на пересечении со стружкоотводными канавками режущие кромки, отличающееся тем, что задние поверхности режущих лезвий выполнены плоскими, расположенными перпендикулярно к плоскости симметрии одноименных перьев.

Сверло отличается тем, что наружные поверхности перьев между направляющими ленточками выполнены плоскими, расположенными перпендикулярно к плоскости симметрии одноименных перьев.

Патент Российской федерации № RU2186659C2 «Режущий инструмент» МКИ 7 В23В27/16, В23С5/24, Алтайского государственного технического университета им. И.И.Ползунова. 2004 г.

Изобретение относится к металлообработке, обработке плоских поверхностей режущим инструментом с многогранными режущими пластинами. Инструмент содержит корпус, поворотные секторы с выступами по наружному диаметру, имеющими в поперечном сечении форму, соответствующую профилю пазов корпуса, режущие пластины, закрепленные на секторах, соединительные элементы и упругие элементы. Для повышения точности обработки инструмент снабжен пластинами со ступенчатым отверстием в каждой, жестко связанными боковой поверхностью с поворотными секторами, и втулками из материала с высоким коэффициентом линейного расширения. При этом выступы поворотных секторов имеют в поперечном сечении Т-образную форму, в корпусе выполнены ступенчатые цилиндрические полости, в которых с зазором установлены упомянутые пластины, подпружиненные в осевом направлении относительно соединительных элементов, связывающих их с соответствующими упомянутыми втулками.

3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

 

3.1 Технологическая часть

Годовая программа выпуска изделий: N = 45000 шт.

Количество деталей на изделие m = 1 шт.

Режим работы предприятия - 2 смены.

Действительный годовой фонд времени работы оборудованияд=4055 ч.

Такт выпуска - интервал времени, через который периодически производится выпуск изделий одного наименования, типоразмера и исполнения.

в = (60 • Fд)/N

где Fд - действительный годовой фонд времени работы единицы оборудования.- годовая программа выпуска деталей, шт.в = (60 • 4015)/45000 = 5.35 шт.

Тип производства зависит от двух факторов: заданной программы и трудоемкости изготовления изделия.

Трудоемкость изделия определяется штучным временем технологического процесса.

Отношение этих величин называется коэффициентом серийности.

Где tв - такт выпуска изделия,

Тшт - среднее штучное время, мин.

Тшт=1+1,2+0,75+1,11+0,32+0,458+1,0+0,1+9,6+3,54+3,57+0,5+0,6+1,35+1,38+1,9/16=1,77 мин.

Кс= 5.35/1.77 = 3,02

Тип производства - крупносерийный, т.к. для крупносерийного типа производства Кс = 2... 10. Количество деталей в партии для одновременного запуска определяется:

= N - а/252,

где а - периодичность запуска в днях принимаем а = 2 дня

- количество рабочих дней в году

п = 45000 • 2/252 = 357,1 шт.

Определяем расчетное число смен на обработку всей партии деталей на основных рабочих местах:

с = Тшт • n/476.0,8,

где Тшт - среднее штучное время;

- действительный фонд времени работы оборудования в смену, мин.;

,8 - нормативный коэффициент загрузки станков;

с =1,77-357,1/(476-0,8) =1,66;

принимаем число смен с = 2, тогда число деталей в партии, необходимых для загрузки оборудования на основных операциях в течение целого числа смен:

ср. = 476 • 0,8 • с/ Тшт.

= 476 • 0,8 • 2/1,77 = 430,3 шт.

 

3.2 Анализ базового технологического процесса изготовления детали

Анализируя существующий технологический процесс изготовления шестерни I передачи и заднего хода вторичного вала дет. 236-1701112, отметим его достоинства и недостатки и, основываясь на этом, вносим предложения по его совершенствованию.

На первых двух операциях используются 8-ми шпиндельные полуавтоматы 1К282. Их применение приводит к значительному сокращению оборудования на первых черновых операциях и сокращению времени на обработку.

Отверстие и торцы обрабатываются при неизменно закрепленной заготовке, что обеспечивает точность их взаимного расположения и уменьшения припусков на обработку. Так как на последующих операциях базирование осуществляется по торцу и отверстию, то это приводит, в конечном итоге, к повышению точности изготовления шестерни.

Использование на следующих операциях многорезцовых полуавтоматов так же приводит к сокращению трудоемкости изготовления изделия.

Обработка шлиц в отверстии осуществляется на горизонтально-протяжном станке модели 7Б57.

Протягивание является одним из самых производительных методов обработки, а применение дорогостоящего инструмента в условиях массового производства себя оправдывает.

Зубофрезерование производится на зубофрезерном станке модели 5К32. Базирование осуществляется по внутреннему диаметру шлицевого отверстия и торцу. На станок одновременно устанавливаются две заготовки.

Зубофрезерование по сравнению с другими операциями занимает наибольший объем по времени обработки. Это недостаток компенсируют установкой большого количества дополнительных станков. Для уменьшения их количества и сокращения, рабочих на их обслуживание предлагается установить станки с автоматическим загрузочным устройством. Это позволит сократить штучное время на обработку за счет того, что время на установку, снятие, закрепление деталей будет перекрываться машинным временем.

В процессе зубонарезания на торцах зубьев зубчатых колес образуются острые кромки и заусенцы, которые ухудшают качество зацепления, снижают срок службы колес в результате скола острых кромок зубьев. Поэтому после зубофрезерования применяют зубозакругление.

Для повышения точности зубчатого зацепления, уменьшения параметра шероховатости на профилях зубьев, снижения уровня шума и т.п. применяют зубошевингование. Это наиболее экономичный метод чистовой обработки незакаленных зубьев.

После термической обработки зубчатого колеса, ввиду коробления, размеры отверстия нарушаются. Поэтому шлифуют внутренний диаметр шлиц, базируя шестерню по торцу и делительному диаметру зубьев.

Для чистовой отделки зубьев закаленных колес применяют зубохонингование. Перед зубохонингованием зубчатые колеса, имеющие забоины, заусенцы, рекомендуется обкатывать, поэтому, после термической обработки проводят зубообкатывание.

В результате анализа технологического процесса изготовления шестерни первой передачи и заднего хода можно сделать вывод, что в целом процесс технологичен. Большинство операций выполняется на полуавтоматическом оборудовании, что позволяет применять многостаночное обслуживание и рабочих с меньшей квалификацией.

В данной выпускной работе внесено предложение по замене зубофрезерных станков модели 5К32 на зубофрезерные полуавтоматы модели ВСБ12-1165, конструктивным отличием которых является шестипозиционное загрузочное устройство, применение которого позволяет сократить штучное время на обработку, за счет того, что время на установку, снятие, закрепление деталей будет перекрываться машинным временем.

Применение зубофрезерных полуавтоматов ВСБ12-1165 позволяет сократить парк станков и численность производственных рабочих.

Кроме этого предлагается использовать при зубофрезеровании червячные фрезы с прогрессивной схемой резания, что обуславливает повышение стойкости инструмента на операции, снижает нагрузки резания и позволяет повысить производительность труда в 1,7-2 раза за счет того, что подача может быть увеличена в 1,5-2 раза по сравнению с подачами, допускаемыми нормальными фрезами.

 

3.3 Выбор исходной заготовки и метод ее получения

При крупно серийном производстве тип заготовки должен обеспечивать минимальные припуски на последующую механическую обработку, которые обеспечивают получение на готовой детали требуемой точности поверхностей, их формы и взаимного расположения, а так же позволяет исключить механическую обработку неработающих поверхностей.

Минимальные колебания припусков дают возможность использовать на первых черновых операциях высокопроизводительные станки, автоматы и полуавтоматы с многоинструментальной наладкой. Это сокращает расход материала, а также трудоемкость обработки.

Предлагается рассмотреть два вида получения заготовки: штамповкой на прессах в закрытых штампах и штамповкой на молотах.

Метод получения заготовки на прессе, по сравнению со штамповкой на молотах в 2...3 раза производительнее, припуски и допуски уменьшаются на 20...25 %, поэтому расход металла снижается на 10... 15%.

Коэффициент использования металла при изготовлении заготовки на прессе:

где М - масса готовой детали, кг;

 - масса материала, израсходованного на изготовление детали, кг

Шероховатость заготовки составляет Rz 80.

Совместно с обрезанием облоя прошивается отверстие, поэтому отпадает необходимость в предварительной обработке отверстия на сверлильном станке.

Коэффициент использования металла при изготовлении заготовки на молотах:

Шероховатость заготовки составляет: Rz 240.

Рационально выбранная заготовка должна обеспечить наименьший отход металла при ее изготовлении (угар, заусенцы и т.д.).

В результате сравнения этих двух методов выбираем изготовление заготовки штамповкой на прессах в закрытых штампах. Это приведет к снижению шероховатости детали, экономии металла и снижению расходов на механическую обработку.

Получение заготовки следует осуществлять в следующей последовательности:

Резка заготовки на пресс-ножницах по весу.

Заготовка нагревается в методических печах до температуры 1200°±50°.

Заготовка осаждается в торец на высоту 60 мм, согласно штампу.

Штамповка осуществляется на прессах.

Обрезка облоя с одновременной правкой и прошивкой отверстия.

Контроль ОТК в соответствии с чертежом поковки.

Термообработка - нормализация.

Очистка от окалины дробью в дробеметных барабанах. Загрузка в барабан - -30 штук, время очистки - 20 минут.

Контроль ОТК окончательный.

Требования, предъявляемые к заготовке:

Величина зерна не крупнее 5 номера ГОСТ 5639-82.

Допускаются внешние дефекты на обрабатываемых поверхностях, глубиной не более 50% фактического одностороннего припуска, на необрабатываемых поверхностях не более 1,5 мм.

Смещение по линии разъема штампа не более 1,2 мм.

Материал заготовки: сталь 15ХГН2ТА ГОСТ 4543-78.

 

3.4 Разработка технологического маршрута обработки

Заданием на проектирование технологического процесса предусмотрено изготовление одного типоразмера шестерни первой передачи и заднего хода вторичного вала 236-1701112, поэтому в бакалаврской работе разрабатывается единичный технологический процесс.

 

3.5 Выбор баз

В качестве технологической базы для шестерни можно принять необработанную поверхность торца, т.к. эти поверхности имеют наименьшие припуски.

При выборе баз для дальнейшей обработки следует достигнуть условия, что наибольшая точность обработки достигается использованием на всех операциях механической обработки одних и тех же базовых поверхностей, поэтому в качестве технологических и измерительных баз принимаем поверхности центрового отверстия, относительно которого обрабатываем другие поверхности. Таким образом, сохраняется принцип единства баз: конструкторской, технологической и измерительной в результате этого снижается погрешность обработки, т.е. повышается точность замыкающего звена.

Основными базовыми поверхностями для обработки являются внутренние поверхности и торец шестерни. При установлении общей последовательности обработки нужно учитывать:

Каждая последующая операция должна уменьшать погрешности и улучшать качество поверхности.

В первую очередь следует обрабатывать поверхности, которые будут служить базой для последующих операций.

Затем следует обрабатывать поверхности, с которых снимается наибольший слой материала, что, позволяет своевременно обнаружить возможные внутренние дефекты заготовки.

Обработка остальных поверхностей ведется в последовательности обратной степени их точности: чем точнее должна быть поверхность, тем позже она обрабатывается.

Заканчивается обработка той поверхностью, которая является наиболее точной и имеет наибольшее значение для эксплуатации детали. Если она была обработана ранее, может возникнуть необходимость её повторной обработки.

Не рекомендуется совмещение черновой и чистовой обработки одним и тем же инструментом на одном и том же станке.

Если деталь подвергается термической обработки по ходу тех. процесса, то механическая обработка разделяется на две части: до термической обработки и после неё.

Технический контроль намечают после тех этапов обработки, где вероятно повышенное количество брака, перед сложными и дорогостоящими операциями, после законченного цикла, а так же в конце обработки детали.

 

.6 Выбор методов обработки

Выбор методов обработки зависит от конфигурации детали, ее конструкции, размеров, точности, качества обрабатываемых поверхностей, виды принимаемой заготовки и решение по выбору методов и конкретных видов обработки, решается на основе рабочего чертежа детали из справочных таблиц экономичной точности позволяющие выбрать методы обработки всех поверхностей изделия.

В соответствии с этими рекомендациями наметим последовательность механической обработки:

0.      транспортирование заготовки со склада;

1.      специальная токарная;

.        специальная токарная;

.        маркирование;

.        токарная;

.        токарная;

.        фрезерная;

.        горизонтально-протяжная;

.        шлицефасочная;

.        прессовая;

.        зубофрезерная;

.        зубозакругляющая;

.        зубошевинговальная;

.        зубоконтрольная;

.        контроль операционный;

Последовательность механической обработки для закаленной шестерни:

1.      зубообкатная;

2.      внутришлифовальная;

.        круглошлифовальная;

.        зубохонинговальная;

.        контроль приемочный.

3.7 Расчет припусков и межпереходных размеров

Расчет припусков на механическую обработку на диаметр отверстия и на поверхность одного торца производим расчетно-аналитическим методом. Расчёт припусков и межпереходных размеров на обработку поверхности отверстия .

Обработку производим за четыре перехода:

·        растачивание черновое;

·        растачивание чистовое;

·        растачивание тонкое;

·        шлифование чистовое.

Суммарное пространственное отклонение р заготовки типа диска складывается из смещения частей штампов [7, стр. 73, табл. 34], формирующих заготовку по обе стороны разъема, коробления [7, стр. 73, табл. 33] и погрешности центрирования, которое определяется по формуле:

рц = 0,25 • Td = 0,25 • 3500 = 880 мкм

Из-за неопределенности положения в пространстве векторов погрешностей, суммарное пространственное отклонение определяется геометрическим сложением.

 мкм

Остаточные пространственные отклонения вычисляем по формуле:

,

где  - коэффициент уточнения. Значения для различных методов обработки принимаем по нормативным данным [7, стр. 74].

 мкм

 мкм

 мкм

Погрешность установки при черновом точении [7, стр. 83] определяется по формуле:

где  - погрешность базирования (, т.к. технологическая база совпадает с измерительной);

 - погрешность закрепления (мкм [7,стр.79,табл. 37]).

 мкм,

Остаточная погрешность установки при чистовом растачивании [7, стр. 88]:

, т.к. черновое и чистовое растачивание производится в одной установке.

Остаточная погрешность установки при тонком точении:

 мкм

Остаточная погрешность установки при чистовом шлифовании

 мкм

Расчет минимальных значений припусков производим, пользуясь основной формулой:

где  - величина неровностей, полученная на предыдущем переходе;

 - глубина дефектного поверхностного слоя на предшествующем переходе;

 - суммарное пространственное отклонение обрабатываемых поверхностей относительно исходных базовых поверхностей;

 - погрешность установки на выполняемом переходе;

Для удобства сведем исходные и рассчитанные данные в таблицу (табл. 3.1).

Качество поверхности поковок, изготовляемых штамповкой при дробеструйной обработке, Rz принимают равным 150 мкм, независимо от массы поковки и Т принимаем равным 250 мкм [13, стр.186, табл.12].

Качество обработанных поверхностей принимаются в соответствии с табличными данными [7, стр67, табл. 29] .

Черновое растачивание:  мкм.

Чистовое растачивание:  мкм.

Тонкое растачивание:  мкм.

Шлифование чистовое:  мкм.

Расчет размеров заготовки по переходам

Максимальные расчетные размеры:

 мм.

 мм.

 мм.

 мм.

 мм.

Наименьшие предельные размеры

 мм.

 мм.

 мм.

 мм.

 мм.

Определение предельных размеров припусков:

мм.

 мм.

 мм.

 мм.

 мм.

 мм.

 мм.

 мм.

Общие припуски

Общий номинальный припуск и номинальный диаметр отверстий заготовки

,

где  - верхнее отклонение размера заготовки  мм;

 - верхнее отклонение размера детали  мм.

         мм.

,

где  - номинальный диаметр детали,  мм.

 мм.

Проверка правильности расчетов

,

 (условие выполнено).

Результаты расчетов сведены в таблице 3.1 и приведены в виде схемы (рисунок 3.1).

Рисунок 3.1 - Схема графического расположения припусков и допусков на обработке отверстия

Таблица 3.1

Расчет припусков и предельных размеров на обработку отверстия  шестерни первой передачи и заднего хода

Маршрут обработки	Элементы припуска, мкм				Расчетные величины, мкм		Допуск, мкм	Размеры заготовок по переходам, мм		Предельный припуск, мкм
	ТZimax Ш, ммminmax
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Штамповка	250	1267	-	-	77,56	3000	74,56	77,56	-	-
Растачивание черновое	80	50	76	110	1672	80,91	400	80,51	80,91	595	335
Растачивание чистовое	40	25	63	-	206	81,32	200	81,12	81,32	61	41
Растачивание тонкое	20	10	51	-	128	81,57	35	81,54	81,57	42	25
Шлифование чистовое	5	-	-	2	81	81,735	35	81,7	81,735	16	16
									714418

Расчёт припусков и межпереходных размеров на обработку поверхности торца .

Обработку производим за три перехода:

·        точение черновое;

·        точение чистовое;

·        точение тонкое;

Суммарное пространственное отклонение р заготовки определяется по формуле:

где  - величина коробления поверхности заготовки;

где  - удельная кривизна заготовки  мкм/мм [7. с. 71];

 - диаметр торца (120 мм);

 мкм.

Остаточные пространственные отклонения вычисляем по формуле

,

где  - коэффициент уточнения. Значения коэффициента для различных методов обработки принимаем по нормативным данным [7, стр. 74].

Черновое точение  мкм

Чистовое точение  мкм

Тонкое точение  мкм

Погрешность установки при черновом точении [7,стр. 83] определяется

по формуле:

где  - погрешность базирования (, т.к. технологическая база совпадает с измерительной);

 - погрешность закрепления ( мкм [7,стр.79,табл. 37]).

 мкм

Остаточная погрешность установки при чистовом точении [7, стр. 88]:

, т.к. черновое и чистовое точения производятся в одной установке.

Остаточная погрешность установки при тонком точении:

 мкм

Расчет минимальных значений припусков производим, пользуясь основной формулой:

Качество обработанных поверхностей принимаются в соответствии с табличными данными [7, стр. 67, табл. 29].

Черновое точение  мкм.

Чистовое точение  мкм.

Тонкое точение  мкм.

Расчет размеров заготовки по переходам

Минимальные расчетные размеры

 мм

 мм

 мм

 мм

Максимальные предельные размеры

 мм

 мм

 мм

 мм

Определение предельных размеров припусков:

;

 мм

 мм

 мм

 мм

 мм

 мм

Общие припуски

 мм

 мм

Общий номинальный припуск и номинальный размер заготовки

где  - нижнее отклонение размера заготовки  мм;

 - нижнее отклонение размера детали  мм.

 мм

 мм

Проверка правильности расчетов

 (условие выполнено)

Результаты расчетов сведены в таблице 3.2 и приведены в виде схемы (рисунок 3.2).

Таблица 3.2

Расчет припусков и предельных размеров на обработку торца  шестерни первой передачи и заднего хода

Маршрут обработки	Элементы припуска мкм				Расчётные величины мкм		Допуск мкм	Размеры заготовок по переходам, мм		Предельный припуск, мкм
	ТZimax Ш, ммminшах
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Штамповка	150	250	180	-		54,09	3000	57,09	54,09	-	-
Точение черновое	80	50	10,8	500	1080	53,01	800	53,81	53,01	318	118
Точение чистовое	40	25	9	-	139	52,87	200	53,07	52,87	74	14
Точение тонкое	20	10	7,2	20	72,2	52,8	200	53	52,8	7	7
									419139

По результатам проведенных расчетов припусков и межпереходных размеров на обработку отверстия и торца шестерни, выполненных расчетно-аналитическим методом, можно сделать вывод, что расчетные припуски получились меньше производственных. Это произошло потому, что для получения требуемой точности достаточно расчетных значений припусков, но в производстве, в связи с сокращением времени, пользуясь нормативами, а нормативные припуски устанавливаются с запасом.

 

3.8 Расчет режимов резания и норм времени

Расчет режимов резания ведется для токарной обработки.

Наладка 1. Расточить отверстие, выдерживая размер (рисунок 3.3)

Рисунок 3.3 - Наладка 1

Станок токарный вертикальный 8-ми шпиндельный п/автомат модели 1К282.

Назначаем режимы резания.

Устанавливаем глубину резания. Припуск снимаем за один проход; следовательно, t = 1,5 мм [13, с.265], подача S=0,31 мм/об [13, с.267]

Определяем скорость резания.

где  и показатели степени выбираем по [13, с. 268-269, табл.17];

; ; ; ;

 - стойкость инструмента.  мин [13, с. 268];

 - глубина резания;

 - подача;

 - общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактические условия резания:

где  - коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала,

где  - коэффициент, характеризующий группу стали по обрабатываемости,  [13, с.262];

 - показатель степени,  [13, с.261, т. 2];

 - предел прочности материала заготовки,  МПа;

 - коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки [13, стр.263, табл.6]. ;

 - коэффициент, учитывающий материал инструмента [13, стр.263, табл.6]. ;

Таким образом, .

 м/мин

Частоту вращения шпинделя, соответствующую найденной скорости резания, определяем по формуле:

 об/мин

Корректируем частоту вращения шпинделя по станку и устанавливаем действительную частоту вращения: об/мин.

Действительную скорость резания определяем по формуле:

м/мин

Определяем силу резания:

,

где  - коэффициент, учитывающий неучтенные условия и показатели степеней x, y, n [13, с.273, т.22] ; ; ; ;

 - общий поправочный коэффициент;

где  - коэффициент, учитывающий материал заготовки;

;

 - коэффициенты, учитывающие геометрию инструмента [13, с.275]:          ;

;

;

.

.

H

Мощность резания определяем по формуле:

 кВт.

Нормы времени

Основное время определяем по формуле:

где  мм. При растачивании врезание равняется:

 мм.

Принимаем  мм. Тогда  мм;

Принимаем  мин [7, прил. 5]. Время на включение станка кнопкой равно 0,01 мин. Время на установку инструмента 0,08 мин. Подвод/отвод инструмента к детали в поперечном направлении 0,04 • 2 = 0,08 мин, в продольном направлении 0,03 • 2 = 0,06 мин. Тогда  мин.

Время на измерение детали двухсторонней скобой  мин. Вспомогательное время  мин. Оперативное время

 мин.

Время на обслуживание (техническое) рабочего места:

,

где  - основное время, мин;

 - время на смену инструментов и подналадку станка, мин;

 - период стойкости инструмента, мин. По [7, прил. 5,17] принимаем

.

Время на организационное обслуживание рабочего места принимаем по прил. 5 составляет 1,2 % оперативного времени: мин. Время на обслуживание рабочего места  мин. Время перерывов на отдых [7, прил. 5] составляет 9 % от :

 мин.

Штучное время мин.

Наладка 2. На токарно-вертикальном восьми шпиндельном полуавтомате 1К282 подрезать торцы ступицы и венца (рисунок 3.4).

Рисунок 3.4 - Наладка 2

Назначаем режимы резания

Глубина резания t = 0,9 мм

Подача S = 0,24 мм/об. [13, с.266, т.11]

Определяем скорость резания

Выписываем коэффициент и показатели степени

; ; ; ;

Общий поправочный коэффициент, учитывающий фактические условия резания:

м/мин.

Частота вращения шпинделя, соответствующая найденной скорости резания определяется по формуле:

 об/мин

Корректируем частоту вращения шпинделя по станку и устанавливаем действительную частоту вращения:  об/мин.

Действительная скорость резания определяется по формуле:

 м/мин

Силу резания определяем по формуле:

 Н

Мощность резания определяем по формуле:

 кВт.

Нормы времени

Определяем штучное время [7].

В серийном производстве норма штучного времени определяется по формуле:

где  - основное время, мин;

 - вспомогательное время, мин. Вспомогательное время состоит из затрат времени на отдельные приемы: ;  - время на установку и снятие детали, мин;  - время на закрепление и открепление детали, мин;  - время на приемы управления, мин;  - время на измерение детали, мин;

 - время на обслуживание рабочего места, мин. Время на обслуживание рабочего места  массовом производстве слагается из времени на организационное обслуживание  и времени на техническое обслуживание рабочего места:

;

 - время перерывов на отдых и личные надобности, мин.

Основное время определяем по формуле:

где  мм.

При растачивании врезание равняется:

 мм.

Принимаем  мм.

Тогда  мм;

 мм.

Принимаем  мин [7, прил.5]. Время на включение станка кнопкой равно 0,01 мин. Время на установку инструмента 0,08 мин. Подвод/отвод инструмента к детали в поперечном направлении 0,04 • 2 = 0,08 мин, в продольном направлении 0,03 • 2 = 0,06 мин.

Тогда  мин.

Время на измерение детали двухсторонней скобой  мин. Вспомогательное время  мин. Оперативное время  мин.

Время на обслуживание (техническое) рабочего места:

где  - основное время, мин;

 - время на смену инструментов и подналадку станка, мин;

 - период стойкости инструмента, мин. По [7, прил. 5,17] принимаем

.

Время на организационное обслуживание рабочего места принимаем по прил. 5 составляет 1,2 % оперативного времени: мин.

Время на обслуживание рабочего места  мин.

Время перерывов на отдых [7, прил. 5] составляет 9 % от :

 мин.

Штучное время мин.

Наладка 3. Расточить отверстие, выдерживая размер (рисунок 3.5).

Рисунок 3.5 - Наладка 3

Станок токарный 8-ми шпиндельный п/автомат мод. 1К282.

Назначаем режимы резания.

Глубина резания: t = 0,75 мм.

Назначаем подачу [13, с.268, т.14] S = 0,24 мм/об.

Назначаем период стойкости инструмента [13, с.268] Т = 60 мин.

Определяем скорость резания.

Выписываем коэффициент и показатели степени формулы ; ; ; . Общий поправочный коэффициент, учитывающий фактические условия резания:

м/мин

Частота вращения шпинделя, соответствующая найденной скорости резания:

 об/мин

Корректируем частоту вращения шпинделя по станку и устанавливаем действительную частоту вращения:  об/мин.

Действительная скорость резания:

 м/мин

Определяем силу, затрачиваемую на резание:

 Н

Определяем мощность резания:

 кВт.

Проверяем, достаточна ли мощность привода станка.

где  - мощность станка,

 кВт;

 - мощность резания на каждой позиции;

 - число инструментов на позиции;

0,81 • 4 + 0,94 • 4 + 0,34 • 2 + 2,05 • 2 = 11,78 кВт

31 кВт > 78 кВт (условие выполняется).

4. КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ

 

4.1 Станочное приспособление

 

.1.1 Служебное назначение и принцип работы

Техническое перевооружение, подготовка производства новых видов продукции машиностроения и модификация средств производства неизбежно включает процессы проектирования средств технологического оснащения и их изготовления.

В общем объеме средств технологического оснащения примерно 50% составляют станочные приспособления. Применение станочных приспособлений позволяет:

·        надежно базировать и закреплять обрабатываемую деталь;

·        повышать производительность и облегчать условия труда рабочего, в результате механизации приспособлений;

·        расширять технологические возможности использования существующего оборудования.

В настоящем технологическом процессе механической обработки детали типа «шестерня I передачи и заднего хода вторичного вала» для закрепления заготовки на станке применяются специальные приспособления. Большая их часть оснащена гидроприводами и управляются оператором с пульта управления станком.

Пневматические приспособления по сравнению с приспособлениями, оснащенными гидроприводами, имеют ряд преимуществ. К их числу относится, в первую очередь, высокое быстродействие зажимных устройств. Это свойство основано на быстром перемещении в рабочей камере энергоносителя - сжатого воздуха. Необходимое количество сжатого воздуха для приведения в действие зажимных устройств поступает из центральной пневмосистемы, в которой поддерживается постоянное давление (400...500кПа).

Также к преимуществам пневмосистемы относится то, что для работы системы не требуется специальный энергоноситель, как в гидросистеме - масло.

Такие преимущества как бесшумность и чистота вокруг оборудования, являются также существенными.

Приспособления, оснащенные гидроприводом, имеют более низкие скорости работы и, кроме того, требуется применение отдельных гидростанций, с помощью которых образуется необходимое давление в гидросистеме.

Однако, приспособления с гидроприводом способны развивать более высокие усилия зажима, чем пневматические, что способствует уменьшению габаритных размеров и массы приспособлений.

Данное приспособление используется на операции точения паза под вилку на токарном многорезцовом полуавтомате. На данной операции в приспособление устанавливается заготовка шестерни.

Шестерня устанавливается по торцу на оправку 5. Для предотвращения несанкционированного съема кольца 2 с планшайбы 1 предусмотрено крепление винтами 12. Тяга 8 резьбой входит в шток цилиндра и через откидную шайбу 3, а затем через кольцо 2 осуществляется поджим шестерни. Откидная шайба 3 имеет паз. После обработки шестерни тяга отходит, откидная шайба откидывается и осуществляется съем со станка обработанной шестерни и установка новой необработанной.

 

4.1.2 Расчет станочного приспособления и усилия его зажима

Рассчитаем пневмоцилиндр, который должен обеспечить полученную силу зажима.

Принимаем цилиндр без торможения с креплением на удлиненных стержнях (ГОСТ 15608-81).

Параметры и размеры поршневого пневмоцилиндра двухстороннего действия с односторонним штоком: Д - 200 мм, d - 30 мм, S - 200 мм.

Схема взаимодействия сил резания и сил зажима на обрабатываемую деталь представлена на рисунке 4.1, а схема действия станочного приспособления на рисунке 4.2.

Рисунок 4.1 - Схема взаимодействия сил

Рисунок 4.2 - Схема действия станочного приспособления

Усилие, создаваемое пневмоцилиндром, должно удерживать заготовку от смещения под действием сил резания.

Рассчитаем силу резания .

,

где  - коэффициент, учитывающий неучтенные условия и показатели степеней x, y, n [13, с.273, т.22]:

; ; ; ;

 - общий поправочный коэффициент;

где  - коэффициент, учитывающий материал заготовки;

;

 - коэффициенты, учитывающие геометрию инструмента [13, с.275]:          ;

;

;

.

.

H

Рассчитываем силу на штоке, необходимую для противодействия по формуле:

где .

Н

Рассчитываем необходимую силу зажима

,

где  - коэффициент запаса [7, стр. 152, т. 64, 65]

;

 и  - коэффициент трения заготовки в местах зажима,

H.

, таким образом, выбранный пневмоцилиндр обеспечивает необходимое усилие зажима.

 

4.1.3 Расчет приспособления на точность

При обработке детали на станке, необходимо выдерживать заданную точность размеров, формы поверхностей и их взаимного расположения. Для определения погрешности приспособления, требуется учитывать метод обработки, тип приспособления, конструкцию инструмента и способ его связи со станком.

Распределение большинства погрешностей подчиняется закону нормального распределения, поэтому суммирование их производиться геометрическим сложением. Таким образом, для расчета точности изготовления приспособления можно воспользоваться уравнением:

,

где  - коэффициент, учитывающий возможное отступление от нормального распределения отдельных составляющих, ;

 - коэффициент, принимаемый во внимание в случаях, когда погрешность базирования ; в условиях серийного и массового производства

.

Если аналитическим методом затруднительно рассчитать составляющие , то суммарную величину этих погрешностей  определяем, приравнивая их к некоторой части средней экономической точности обработки , тогда

,

где  - коэффициент, который рекомендуется принимать равным 0,6-0,8.

 - значение погрешности обработки исходя из экономической точности для данного метода.

Таким образом, точность приспособления можно рассчитать по формуле:

Определяем потребную точность приспособления для токарной операции для размера .

.        Погрешность базирования мкм так как совмещаются установочные и измерительные базы [7, с. 76, таб. 36].

.        Погрешность закрепления мкм [7, с. 82, таб. 38] - горячая штамповка + использование приспособления с пневматическим зажимом.

.        Погрешность износа составляет мкм.

.        Погрешность установки приспособления определяется по формуле:

мкм

.        Погрешность смещения режущего инструмента , так как отсутствуют направляющие элементы приспособления.

.        Экономическую точность принимаем мкм. Принимая  получим:

 

4.2 Средства механизации и автоматизации

Современные машиностроительные предприятия характеризуются высокой степенью автоматизации и механизации производственного процесса. По мере совершенствования технологии изготовлений совершенствуется и оборудование. Все больше внедряются дистанционные управления механизмами, автоматическое регулирование процессов по заранее заданной программе, автоматическое управление исправительными органами.

Основными объектами механизации на участках механической обработки являются:

1.      установка заготовки и снятие детали;

2.      уборка стружки с помощью питателей;

.        передача деталей с операции на операцию.

В качестве примера механизации технологического процесса рассмотрим загрузочное устройство для зуборезного станка ВСБ 12-1165.

Загрузочное устройство предназначено для механизации подачи заготовок. Устройство выполнено в виде диска на наружном диаметре, которого имеются гнезда для размещения заготовок. Заготовки загружаются в гнезда и снимаются вручную.

Диск магазина проходит через зону обработки. Заготовки ориентируются по наружной поверхности в гнездах и центрируются пальцем зажимного приспособления. После нажатия кнопки "ПУСК" дисковый механизм с заготовками поворачивается на шаг и устанавливает первые заготовки в положение загрузки. Затем опускается центрирующий палец зажимного приспособления, центрирует и зажимает заготовку в приспособлении. После этого подводится головка червячной фрезы и начинается нарезание зубьев. По окончании обработки фреза отходит, заготовки разжимаются, палец отходит в исходное положение и цикл повторяется. На станке имеется микровыключатель, который служит для определения наличия заготовок в позиции перед зубонарезанием. При отсутствии заготовок станок отключается.

Поворот диска осуществляется гидроцилиндром (поз. 11). При подаче давления в бесштоковую полость гидроцилиндра, происходит взвод механизма поворота, т.е. собачка (поз. 19), смонтированная на планке (поз. 17), перемещаемой штоком, идет вперед и захватывает палец (поз. 23), расположенный на диске. Одновременно упор (поз. 14), закрепленный на штоке, нажимает конечный выключатель, который дает команду на подачу давления в штоковую полость, происходит движение штока в обратном направлении. Собачка, находясь в зацеплении с пальцем, поворачивает диск. Нарезанные детали удаляются из зоны резания, а заготовки подаются на нарезку.

Произвольный поворот диска в направлении, противоположном загрузочному устройству, при взводе механизма контролируется фиксатором. Жесткая фиксация диска во время обработки заготовки осуществляется за счет прижима пальца (поз.23) собачкой к выступающей поверхности планки, во время взвода убираемой в корпус гидроцилиндра наклонным пазом планки.

 

4.3 Контрольное приспособление

Контрольные приспособления применяют для проверки заготовок, деталей и узлов машин. Приспособления для проверки деталей применяют на промежуточных этапах обработки (межоперационный контроль) и окончательной их приемки.

При помощи этих приспособлений проверяют точность размеров и взаимное расположение поверхностей, а так же правильность геометрической формы.

Погрешность измерения, под которой понимают разность между показаниями контрольного приспособления и фактическим значением измеренной величины, должна быть по возможности малой. Однако чрезмерное повышение точности измерений может привести к усложнению и удорожанию приспособления и снижению его производительности.

В данном проекте рассматривается приспособления для контроля биения торцев и диаметра паза относительно оси отверстия. Радиальное биение это разность наибольшего и наименьшего расстояния от точек радиальной поверхности до базовой оси вращения, в сечении перпендикулярном этой оси.

Получение погрешности обработки в данном приспособлении фиксирует индуктор, который закрепляется на корпусе приспособления. Подвижная часть приспособления соединена с индуктором.

Закрепление детали на приспособлении и измерение осуществляется следующим образом:

Отвести каретку (поз. 49) с индукторами в нерабочее положение, поворотом валика (поз. 22) против часовой стрелки, убрать сухарик (поз. 24), надеть на оправу деталь, поворотом валика по часовой стрелке зафиксировать изделие, подвести каретку с индикаторами, изделие с оправкой вращать на 360°. Изделие годно, если разность показания индикаторов (каждого в отдельности) не превышает 0,1. Повернуть флажок (поз. 50) на 90° и повернуть другой торец. Разность показаний должна быть также не более 0,1.

При проектировании контрольных приспособлений, абсолютная величина суммарной погрешности не дает выхода на ноль правильности конструкции приспособления.

Решающее значение имеет относительная погрешность, выраженная в процентах к допуску проверенного элемента. Считая, что основные составляющие погрешности подчиняются закону нормальных распределений, получим, что суммарная погрешность подчиняется этому же закону. Это означает, что определение суммарной погрешности метода измерений необходимо производить по правилам квадратичного суммирования составляющих погрешностей.

Предельная суммарная погрешность метода измерения определяется по формуле:

,

где - погрешность соответствующего метода измерений.

 - погрешность, вызванная вариациями индикатора, .

 - погрешность базирования и зажимов детали , , так как совпадают технологическая и измерительная базы.

.

Относительная погрешность измерения определяется по формуле:

где  - допуск погрешности измерения,

 

4.4 Режущий и вспомогательный инструмент

Конструкция фрезы:

На базовом заводе нарезание зуба на шестерне производиться червячными фрезами на зубофрезерных станках 5К32. Стойкость зубофрезерного инструмента и качества обрабатываемых зубьев во многом зависит от применения схемы резания.

В дипломном проекте рассматривается применение сборной фрезы класса В с прогрессивной схемой резания. Фреза с прогрессивной схемой резания состоит из корпуса (поз. 2), комплекта зубчатых реек (поз. 3), гаек (поз. 1), клиньев.

Материал корпуса - сталь 40Х, материал реек - Р18 гост 19265-73.

Схема резания:

Применение червячных фрез с прогрессивной схемой резания целесообразно для серийного и массового производства зубчатых колес с модулем 2...2,6 мм. Фрезы выполняются с зубьями различной высоты и ширины, при этом повышается стойкость фрез, так как происходит разделение стружки в месте сопряжения вершины и боковых режущих кромок.

Прогрессивная схема резания обуславливает повышение стойкости фрез между переточками, повышается качество обрабатываемых поверхностей, а также снижаются силы резания, что в свою очередь позволяет применять менее мощное зубообрабатывающее оборудование и повышать производительность труда в 1,7…2 раза. При этом подача может быть увеличена в 1,5…2 раза по сравнению с подачей допускаемой при точении нормальными фрезами. При снижении нагрузок резания можно, в свою очередь, применять менее мощное зубообрабатывающее оборудование и повысить производительность труда.

Данные для расчета профиля зуба:

Профиль фрезы в нормальном сечении должен соответствовать рабочему контуру рейки, которой производиться обкатка профиля зуба. Модуль мм является исходной величиной при проектировании червячной фрезы; ; ; ; мм; мм; .

Расчет профиля зуба:

Определяем основные параметры профиля калибрующего зуба в осевом сечении, углы подъема витков фрезы и наклона винтовых канавок, наружный диаметр, число заходов, диаметр базового отверстия, длина являются конструктивными элементами, и их выбираем по стандартам. Расчет размеров профиля калибрующего зуба фрезы.

Расчетный профильный угол исходной рейки в нормальном сечении:

.

Модуль нормальный:

.

Шаг по нормали определяется по формуле:

,

мм.

Расчетная толщина зуба по нормали производиться по формуле:

,

где  - толщина зуба колеса по нормали на делительной окружности,

мм;

 - величина припуска под последующую чистовую обработку,

мм.

Расчетная высота головки зуба фрезы производим по формуле:

мм.

Высота зуба фрезы определяется по формуле:

,

.

Радиус закруглений на головке зуба по формуле:

,

мм.

Наружный диаметр, число заходов, диаметр базового отверстия, длину фрезы выбираем по ГОСТ 9324-89.

мм;

;

;

мм.

Число зубьев фрезы

,

где ;

,

, принимаем .

Величина затыловывания  выбирается в зависимости от диаметра фрезы, следовательно:

мм > .

Диаметр начальной окружности для фрезы со шлифованным профилем определяем по следующей формуле:

,

мм.

Угол подъема витков фрезы на начальной окружности определяем по формуле:

, отсюда находим угол :

.

Направление витков правое.

Направление винтовых стружечных канавок выполняется (при ) осевыми и винтовыми, принимаем осевые (прямые продольные).

Расчетные профильные углы фрез в нормальном сечении (для всех типов фрез):

.

Размеры профиля предварительного зуба в осевом сечении при прогрессивной схеме резания.

.        Высота зуба рейки мм.

.        Расчетная толщина зуба по нормам мм.

.        Радиус закруглений на головке зуба фрезы мм.

.        Расчетная высота головки зуба мм.

Глубину винтовой канавки четного зуба, формирующую переднюю поверхность, находим из следующей зависимости:

где  - высота зуба фрезы;

, принимаем .

Из расчета того, что переход между режущими кромками может быть равным наибольшей толщине стружки (0,05 - 3 мм), срезаемой вершиной или боковой кромкой принимаем равным 0,2 мм. Таки образом глубина винтовой канавки для нечетного зуба равняется:

мм.

5. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЦЕХА

 

5.1 Производственная программа

Разработка задания на проектирование механического участка цеха.

Расчет механического участка ведем по укрупненным технико-экономическим показателям исходя из заводской трудоемкости на детали и коэффициента корректирования (уточнения).

По данным базового завода трудоемкость изготовления всех деталей КПП составляет 29,6 часа. С целью повышения производительности труда в машиностроении коэффициент корректирования может быть принят 0,5...0,67.

Анализируя технологический процесс изготовления детали коробки передач, с учетом мероприятий оргтехники устанавливаем, что общий коэффициент корректирования может быть принят равным . Тогда расчетная трудоемкость будет:

.

На эту трудоемкость рассчитываем необходимое количество оборудования.

 

5.2 Расчет количества оборудования

Производственная структура цеха.

Под производственной структурой цеха понимается состав производственных участков и других подразделений и формы их взаимосвязи.

Цех состоит из предметно замкнутых участков, внутри которых организованы поточные линии по изготовлению деталей. В проекте рассчитывается механосборочный цех по производству КПП двигателя ЯМЗ-236 с средней программой выпуска изделий 45000 шт. в год. Характер производства массовый. При этом типе производства выполнение отдельных операций закреплено за отдельными участками и станками, которые расположены в порядке последовательности выполнения операций технологического процесса.

Основные преимущества массового производства:

·        ритмичность работы на всех рабочих местах, что показывает большое организующее влияние на весь процесс производства;

·        упрощение контроля соблюдения технологического процесса;

·        применение автоматизированного оборудования, что дает возможность широкого внедрения многостаночного обслуживания;

·        применение гидравлических и пневматических приспособлений и устройств, облегчающих труд рабочих.

Принимается двух сменная работа участков. На каждые два участка имеется один старший мастер и четыре сменных мастера, по два на каждую смену. Участки по данным ЯМЗ, расположены с учетом технологического процесса изготовления и сборки.

Для обеспечения бесперебойной работы цеха организованы вспомогательные отделения:

·        ремонтная база механика;

·        ремонтная база энергетика;

·        ремонтное отделение приспособлений и инструмента;

·        инструментально-раздаточные кладовые (ИРК);

·        кладовые   вспомогательных материалов, абразивов и смазочно-охлаждающих жидкостей;

·        заточное отделение;

·        контрольное отделение.

Заготовительные цеха изготавливают заготовку, а транспортный цех производит завоз их и вывозит готовую продукцию, стружку и отходы производства.

Ремонтно-механический цех производит средний и капитальный ремонт оборудования.

Инструментальный цех обеспечивает инструментом и приспособлениями.

Термический цех производит термообработку обрабатываемых деталей.

Количество оборудования определяется по формуле:

,

где  - станкоемкость одного комплекта, час;

 - средняя годовая программа выпуска изделий, шт;

 - эффективный фонд времени единицы оборудования, час.

,

где  - расчетная трудоемкость;

 - коэффициент многостаночного обслуживания, [16, с.35];

.

;

Принятое количество станков:

станков.

Количество производственного оборудования распределяем в % отношении, исходя из примерного состава оборудования механического цеха указано в таблице 5.1.

Расчет количества станков вспомогательных участков цеха производим в % отношении к основному оборудованию (таблица 5.2).

Таблица 5.1 - Количество оборудования по группам станков

Наименование станков	% к общему количеству	Количество станков, шт.	Средняя стоимость одного станка, тыс. руб.	Общая стоимость, тыс. руб.
Токарные	10	22	420	9240
Токарно-револьверные	1	3	290	870
Сверлильные	5	11	98	1078
Агрегатные	21	46	1500	69000
Автоматические	6	13	730	9490
Фрезерные	7	15	690	10350
Протяжные	3	7	340	2380
Зубообрабатывающие	25	56	530	29680
Хонинговальные, копировальные,	1	3	310	930
Шлифовальные	15	33	732	24156
Резьбонарезные	1	3	60	180
Прочие металлорежущие	1,5	4	1000	4000
Прочее механическое оборудование	3,5	8	80	640
Итого	100	224		161994

Таблица 5.2 - Количество оборудования для вспомогательных отделений цеха.

Наименование вспомогательных участков	% к основному оборудованию	Количество станков, шт.	Средняя стоимость одного станка, тыс. руб.	Общая стоимость, тыс. руб.
Заточное отделение	4	8	1200	9600
Инструментально-ремонтная база	1,5	4	200	800
Ремонтная база, механика и энергетика	2,1	5	200	1000
Итого	-	17		11400

Общее количество оборудования в цехе:

станков.

Суммарные затраты на все оборудование

тыс. руб.

Средняя установленная мощность кВт.

Суммарные затраты на монтаж оборудования в размере 10% от стоимости оборудования (включая доставку):

тыс. руб.

Стоимость оборудования определяем по формуле:

;

тыс. руб.

 

5.3 Расчет количества работающих

Механический участок.

Количество рабочих станочников определяем по формуле:

,

где  - трудоемкость механического участка, ч;

 - годовая программа, шт.;

 - действительный годовой фонд времени одного рабочего,

ч;

 - коэффициент выполнения норм, .

человек.

Количество слесарей механического участка 2% от станочников:

человек.

Вспомогательных рабочих 35...50% от числа производственных рабочих для массового производства:

человек.

Общее количество рабочих механического участка:

человека.

Общее количество служащих оставляет 9…18% из них ИТР - 7...13%, а остальные - СКП:

человек,

человек,

 - 2...3% от общего количества рабочих:

человек.

Сборочный участок.

Общую сборку коробки переменных передач осуществляют на напольном вертикально-замкнутом конвейере, который представляет собой ряд сборочных стендов, перемещающихся на один шаг конвейера за время такта выпуска, параллельно общей сборке осуществляется узловая сборка, а также испытание коробки передач. По данным базового завода имеем трудоемкость узловой сборки мин, трудоемкость общей сборки  мин.

Трудоемкость испытаний мин. Учитывая внедрения механизации, введем коэффициент ускорения норм времени , тогда:

,

,

.

Количество стендов для узловой сборки рассчитываем по формуле:

,

где  - трудоемкость трудовой сборки;

 - годовая программа выпуска;

 - действительный годовой фонд времени;

 - средняя плотность рабочих на один стенд, ;

 - коэффициент загрузки сборочных мест, ;

стендов.

Рассчитаем необходимое количество стендов для общей сборки на конвейере по формуле:

где  - такт выпуска, ;

 - средняя плотность работы, ;

 - коэффициент, учитывающий резервные и контрольные места.

стендов.

Подсчитаем количество испытательных стендов по формуле:

где  - трудоемкость трудовой сборки;

 - годовая программа выпуска;

 - действительный годовой фонд времени;

 - средняя плотность рабочих на один стенд, ;

 - коэффициент загрузки сборочных мест, ;

стенда

Число производственных рабочих сборщиков определяем по формуле:

,

где  - трудоемкость узловой сборки;

 - годовая программа выпуска;

 - действительный годовой фонд времени одного рабочего;

человек.

Число производственных рабочих на конвейере определяем по формуле

,

где  - трудоемкость обшей сборки;

 - годовая программа выпуска;

 - действительный годовой фонд времени одного рабочего;

человек.

Число производственных рабочих на испытании определяем по формуле:

,

где  - трудоемкость обшей сборки;

 - годовая программа выпуска;

 - действительный годовой фонд времени одного рабочего;

человек.

Всего производственных рабочих сборочного участка: человек.

Количество вспомогательных рабочих 15...20% от производственных рабочих, для массового производства:

 человек.

Общее количество рабочих сборочного участка определяем по формуле:

человека.

 - 1...3% от общего числа рабочих:

человека.

Общее количество служащих 7...15% от общего количества рабочих в том числе:

 - 6...12%;

 - 1...3%;

человек,

человек;

Вспомогательных рабочих, обслуживающих оборудование, принимаем 60% от всех вспомогательных рабочих.

человек.

5.4 Расчет площадей цеха и выбор строительных элементов здания

Производственная площадь. Для механического участка: Исходя из удельной площади на один станок м.

,

где  - количество станков;

м.

Для сборочного участка:

Исходя из удельной площади на одного слесаря м.

,

где  - количество производственных рабочих сборочного участка;

м.

Основная производственная площадь:

м.

Вспомогательная площадь.

Отделение ремонта оборудования по удельной площади м

м.

Мастерская энергетика составляет 15% от площади ремонтного отделения

м.

Мастерская по ремонту приспособлений и инструмента по удельной площади м.

м

Заточное отделение по удельной площади м.

м.

ИРК - исходя из м на один станок при хранении инструмента в одном складе и 0,15м на одного слесаря:

м.

Склад приспособлений исходя из м на один станок и м на одного слесаря:

м.

Площадь кладовой абразивов из расчета м на один шлифовальный станок:

м.

Площадь ОТК - при контроле у рабочих мест, определяется из расчета м на один станок:

м.

Кладовая вспомогательных материалов, исходя из м на один станок:

м.

Площадь для переработки стружки, исходя из расчета м на один станок:

м.

Площадь для складирования готовых деталей в цехе:

м.

Общая площадь вспомогательных помещений:

м.

Площадь служебно-бытовых помещений.

Административно-конторские помещения из расчета м на одного работающего в наибольшей смене:

м.

Площадь зала совещаний по м на каждое посадочное место:

м.

Кабинет начальника цеха в размере 20% от (вместе с заместителем):

м.

Площадь для профсоюзных и общественных организаций м при числе работающих больше 200 человек в наибольшей смене.

Гардеробная, из расчета м на одного сменного рабочего:

м,

из них для мужчин:

м,

для женщин:

м.

Умывальники принимаем из расчета на один кран 20 человек

для мужчин:

кранов.

для женщин:

кранов.

При площади проходов между умывальниками и стеной 1,5м:

м.

м.

Душевые из расчета 20 человек на сетку

для мужчин С = 10 сеток;

для женщин С = 7 сеток.

При удельной площади м

м,

м.

Туалеты размещены в трех местах на этаже, общей площадью:

м,

м.

Площадь пунктов общественного питания из расчета м на одно посадочное место.

Число посадочных мест из расчета 4 человека за один стол:

 посадочных мест.

Площадь зала м.

Площадь производственных и административно-хозяйственных помещений по 2м на одно посадочное место:

м.

Общая площадь столовой:

м.

Площадь здравпункта цеха:

м.

Общая площадь служебных помещений:

м.

Полная площадь цеха:

м.

 

5.5 Планировка участка и компоновка цеха

Здание блочно-кирпичное с аэрационными фонарями. Крыши из железобетонных плит с утеплительным слоем, по стенкам покрыта в два слоя легкой кровлей (рубероид) по битумной мастике.

Основные размеры здания - 143x96м.

Шаг колонн - 12м.

Высота проема - 10,8м.

Ширина проема - 18м.

Стены кирпичные из силикатного кирпича, полы бетонные с мраморной крошкой, в проездах полы из чугунных и металлических плит.

Двери двойные деревянные. Выездные ворота с тамбуром. Стены окрашены клеевой краской. Потолки белые.

Строительные элементы цеха:

Колонны полубетонные - 400x400мм.

Фермы сегментные - 18м.

Перекрытия из ребристых плит.

6. ОХРАНА ТРУДА

Охрана труда - это система законодательных актов, социально-экономических, организационных, технических, гигиенических и лечебно-профилактических мероприятий и средств, обеспечивающих безопасность человека, сохранение его здоровья и работоспособности.

Полностью безопасных и безвредных производств не существует. Задача охраны труда - свести к минимуму вероятность поражения или заболевания работающего с одновременным обеспечением комфорта при максимальной производительности труда.

Безопасность труда во многом обеспечивается соблюдением стандартов по безопасности труда, правил по технике безопасности, стандартных норм и правил, инструкций по охране труда.

Производственные помещения должны иметь все необходимое для выполнения требований техники безопасности и норм производственной санитарии. Соблюдение условий здорового и безопасного труда контролируется системой государственных и общественных организаций. Ответственность за обеспечение безопасности условий труда в соответствии с правилами и нормами техники безопасности и производственной санитарии возложена на административно-хозяйственные органы.

Одной из важнейших задач, стоящих перед обществом, является улучшение условий труда и повышение его безопасности. Непосредственное руководство по организации охраны труда на предприятии осуществляет главный инженер.

В условиях значительной интенсивности производительности труда вопросы охраны труда и техники безопасности особенно важны. С целью предупреждения травматизма и профессиональных заболеваний все чаще применяются новейшие достижения в области охраны труда.

Вопросы обеспечения охраны труда возникают при любом технологическом процессе. При проектировании технологических процессов необходимо последовательно сокращать применение ручного и тяжелого труда. На предприятиях необходимо повысить оснащенность современными средствами техники безопасности и охраны труда.

 

6.1 Характеристика цеха

Размеры производственных помещений соответствуют санитарным нормам проектируемых промышленных предприятий СНиП2.09.04-87 "Нормы проектирования, вспомогательные здания и помещения промышленных предприятий."

Площадь производственного помещения на одного рабочего не менее , объем не менее .

Площадь рабочих комнат конструкторских бюро -  на одно рабочее место, площадь рабочих комнат управления -  на одно рабочее место.

В составе специально-бытовых помещений имеются душевые и ножные ванные, так как деятельность рабочих, занятых непосредственно на производстве, связана с загрязнением рук, спецодежды, а в отдельных случаях и тела.

Производственные процессы относятся к 1-ой группе.

Метеоусловия в рабочей зоне: температура в холодный период года , температура в теплый период года . Относительная влажность воздуха не должна превышать . Скорость движения воздуха не должна превышать  ГОСТ12.1.005-88 (категория работ 2А).

Предельно-допустимые концентрации вредных веществ составляют:

·        легированная сталь и ее сплав с алмазами - ;

·        пары керосина - ;

·        эмульсионная аэрозоль - ;

·        масляный туман - .

С точки зрения электробезопасности помещение цеха соответствует категории: "Помещения особо опасные", так как имеются условия, создающие "особую опасность" как то:

·        токопроводящая пыль;

·        токопроводящие полы (металлические, железобетонные);

·        возможность одновременного прикосновения человека к имеющим соединение с землей металлоконструкций зданий с одной стороны и металлическому корпусу электрооборудованию с другой.

Категория помещений, где находятся отделы, конторы - относятся к "Помещениям с повышенной опасностью".

Для исключения возможного поражения электрическим током выполнена надежная изоляция токоведущих частей, которые могут оказаться под напряжением. Установлены предупреждающие знаки и плакаты, произведено заземление не токоведущих частей.

Станки в цехе расположены в соответствии с нормами:

·        расстояние между станками по фронту ;

·        расстояние между тыльными сторонами станков .

Произведена предупредительная окраска движущихся частей

технологического оборудования и гидросистемы; окраска стен, колонн в соответствии с нормами и требованиями эстетики.

Основные вредные выделения в цехе:

·        абразивная и металлическая пыль;

·        пары охлаждающих и смазывающих жидкостей.

С точки зрения охраны в данном случае труда предусмотрены пылеуловители и фильтры к оборудованию, выделяющему пыль.

Санитарный класс цеха по Сан ПиН 2.2.1/2.1.1 1200-03 соответствует 5-ому классу с санитарной защитной зоной . Гардероб и душевые расположены на 2-ом этаже цеха. Столовая, здравпункт, красный уголок на 3-ем этаже. Санитарные узлы на каждом этаже.

Водоснабжение и канализация в цехе по СНиП2.04.01-85. Здание оборудовано системами внутренних водопроводов. Для сокращения расхода воды применяется система оборотного водоснабжения. Внутренняя канализация, объединенная для отведенных бытовых и производственных сточных вод.

Вентиляция и отопление в цехе по СНиП2.04.05-86. Вентиляция естественная и механическая. Предусмотрена местная вентиляция для групп шлифовальных станков. У ворот цеха предусмотрена воздушно-тепловая завеса.

Отопление в цехе водяное с принудительной циркуляцией. Нагревательные элементы и станки встроены в строительные конструкции

 

6.2 Анализ технологического процесса с точки зрения безопасности работы

Характеристика цеха с точки зрения безопасности работ:

а)      Опасные зоны. Опасность локализована в пространстве вокруг любых движущихся предметов и элементов режущего инструмента, ременных и цепных передач, рабочих столов станка, перемещаемых подъёмно-транспортных машин и т.д. Наличие опасных зон также связано с опасностью поражения электрическим током, а также с воздействием шума, вибрации, вредных паров, газов, пыли. Для исключения или уменьшения контакта работающего с опасной зоной применяются различные устройства.

б)      Источники шума, вибрации, выделение вредных веществ и пыли.

в)      Освещение цеха.

г)       Механизация вспомогательных устройств, складирование и прочее. Механизация работ является важным фактором облегчения условий труда, повышения его производительности.

д)      Соответствие размеров проходов, проездов требованиям СНиП
2.09.02-85.

Ширина проездов ,

Ширина проходов  по фронту и  по тыльным сторонам.

е)       Требования безопасности к транспортировке заготовок, деталей, к включению и останову конвейера. К конвейеру заготовки подаются на электрокарах в таре, как и к месту сборки. Конвейер должен иметь ограждение тяговых и натяжных механизмов, с приспособлениями, исключающими падёж деталей. Перед запуском конвейера подаётся сигнал, вдоль линии на определённом расстоянии расположены аварийные кнопки.

ж)      Меры безопасности при электрохимической и высокочастотной обработке деталей (ГОСТ 12.2.009-75; 12.2.007.10-75). Установленные ТВЧ должны быть ограждены и иметь блокировку на дверцах ограждения. Металлические части должны быть заземлены. Ширина прохода не менее .

з)       Удаление стружки с участка.

Во время работы станка вместе с эмульсией поступает в колодец на сушку стружка. Там она задерживается, а эмульсия скапливается на дне колодца и снова подаётся в зону резания.

Шнековый транспортёр поднимает стружку по лотку и направляет на другой транспортёр, который расположен вдоль станков под полом участка.

Для защиты от стружки, которая вылетает из зоны резания, применяются специальные щиты, в некоторых случаях необходимы специальные очки.

 

6.3 Производственный шум и меры борьбы с ним

Характеристикой постоянного шума на рабочих местах являются уровни звуковых давлений в октавных полосах, дБ, со среднегеометрическими частотами 3, 125, 50, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Гц, определяемые по формуле [17, стр. 265].

Речь средней громкости должна быть различима на расстоянии  при шумах любого класса ГОСТ 12.1.003-76.

Вредное воздействие повышенных уровней звука на организм следует устранять и снижать: путем применения звукоизолирующих кожухов, полукожухов и экранов, а так же в особо опасных случаях применением индивидуальной защиты работающих.

Вредное воздействие повышенных уровней ультразвука на организм следует устранять и снижать:

а)      Уменьшением вредного излучения звуковой энергии в источнике путем повышения номинальных рабочих частот источников ультразвука, исключения паразитного излучения звуковой энергии;

б)      Локализацией действия ультразвука конструктивными и планировочными решениями путем: применения звукоизолирующих кожухов, полукожухов и экранов;

в)      Организационно профилактическими мероприятиями, которые должны включать: инструктаж работающих о характере действия ультразвука и мерах защиты; организацию рациональных режимов труда и отдыха;

г)       Применением индивидуальной защиты работающих.

К мерам борьбы против воздействия производственного шума на рабочего относятся: использование изолирующих ограждений, кожухов, применение наушников при уровне звукового давления более 120 дБ.

Основными источниками шума являются станки, механизмы, транспортные средства. Уровень звукового давления должен не превышает допустимого на рабочем месте  дБА (ГОСТ 12.1.001-83), в противном случае необходимо использовать СИЗ. Для инженерно-конструкторских и административных помещений не более  дБА.

Для защиты от шума применяются звукопоглощающие конструкции, экраны и облицовка.

Для снижения шума широко применяется смазка, устраняющая технические недостатки и неровности в механизмах. В качестве СИЗ, используют наушники.

6.4 Вибрация

Вибрация, как производственный фактор, в настоящее время играет немаловажную роль в технике безопасности. Вибрация может быть общая и локальная. Наиболее опасной является вибрация вблизи резонансных частот. Длительное воздействие частот, близких к резонансным, приводит к виброболезни. В охране труда вибрацию характеризуют спектром уровней колебательной скорости . Нормируются уровни колебательной скорости в октавных полосах частот со среднегеометрической частотой: 8, 16, 32, 63, 125, 250,500, 1000, 2000 Гц. [17, стр. 320].

Основные источники вибраций: транспортёры, автомобили, краны, технологическая вибрация, возникающая при работе станков.

Обеспечение вибробезопасности достигается правильным выбором строительных решений, оснований и перекрытий для цеха и станков, проведение периодических проверок уровня вибрации не реже одного раза в год, своевременный плановый и предупредительный ремонт станков с контролем их вибрационных характеристик.

Меры борьбы с вибрацией:

Использование виброгасителей, установка станков на отдельном фундаменте.

 

6.5 Освещение цеха

Эта характеристика является одной из ключевой в осуществлении безопасности труда. Освещение в цехе по СНиП 23-05-95. Все помещения можно разделить на две группы. Производственная - I группа; коридор, санузлы, гардероб - II группа.

Разряд зрительных работ - .

При искусственном освещении освещённость лк. Искусственное освещение общее - равномерное размещение светильников в верхней части здания и местное на рабочих местах. Естественное освещение - верхнее и боковое через световые проёмы в перекрытии и стенах. Коэффициент естественной освещённости . Для искусственного общего освещения применяются светильники «Универсал» или лампы ДРЛ-700.

Выбор системы освещения. Освещение бывает общим и комбинированным. Общим называется освещение, светильники которого освещают всю площадь помещения. Комбинированное освещение - совокупность общего и местного освещения; местное - освещение, предназначенное только для определенного рабочего места и не создающее необходимой освещенности даже на прилегающих к нему площадях. Устройство одного только местного освещения запрещено, так как затрудняется работа глаз из-за больших контрастов [16, стр. 102].

Расчёт искусственного освещения цеха.

Наименьшая освещённость на рабочих местах лк для работы нормальной точности. Высота подвеса лампы в цехе м. Светильник типа «Универсал» с рассеивателем. На рисунке 6.1 показана схема расположения освещения.

 - расстояние между двумя соседними лампами;

, м.

 - расстояние от лампы до стены;

м.

м.

Рисунок 6.1 - Схема расположения освещения

Количество ламп в ряду:

,

;

 лампы.

Количество рядов ламп в цехе:

,

;

 рядов.

Общее число ламп  штуки.

Определим значение показателя   , который показывает влияние геометрических размеров помещения:

,

.

 - коэффициент использования светильника, .

 - коэффициент, учитывающий фактическую неравномерность распределения освещённости по помещению при условии выгодного размещения светильников, .

Величину светового потока определяем по формуле:

,

деталь обработка размер станочный

где  - обеспечиваемая освещенность;

 - площадь помещения;

 - коэффициент, при использовании люминесцентных светильников равен 1.1;

 - коэффициент запаса, ;

 - число устанавливаемых светильников;

 - коэффициент использования.

Значение коэффициента использования зависит от величины индекса помещения, который определяется по следующей формуле:

,

где  и  - стороны помещения, м.

 - расчетная высота подвеса светильников над рабочей поверхностью.

.

В зависимости от найденного индекса и коэффициента отражения. Для потолка - %; для стен - %.

По [таблице 1.4] находим коэффициенты использования и определим светового потока:

лм.

Тип лампы ДРЛ (220 В) - 700 Вт .

Мощность лампы в зависимости от светового пятна:

 кВт.

Удельная мощность на единицу площади:

,

.

Для участка «Шестерня 1 передачи и заднего хода», находящегося на территории ЦКП-3, площадью  из пропорции находим необходимое количество ламп - 43 штук.

Кроме того, свойственная одному общему освещению относительная равномерность распределения яркости в поле зрения гигиенически имеет положительное значение.

Ограничение прямой блескости достигается применением светильников с достаточным защитным углом, а при необходимости - с рассеивателями. Основными способами отраженной блескости являются выбор направления света и уменьшения яркости светильников путем снабжения их рассеивателями или даже выполнение их в виде больших светящих поверхностей. Определенные преимущества имеют светильники, обеспечивающие преимущественно боковое направление света на рабочие места [16, стр. 210].

При общем освещении большим числом светильников неравномерность освещения не является проблемным вопросом: сам факт нормирования наименьшей на освещаемой площади освещенности вынуждает устанавливать светильники на таком расстоянии друг от друга, что необходимая степень равномерности обеспечивается [16, стр. 223].

 

6.6 Электробезопасность

Широкое применение во всех отраслях промышленности, включая и металлообрабатывающее производство, нашла электроэнергия. Современное производственное оборудование: станки, механизмы, машины оснащены различными электродвигателями. В связи с этим важную роль приобретает обеспечение электробезопасности рабочих.

По степени электробезопасности проектируемый цех относится к помещениям с особо опасными условиями работы. Такое помещение характеризуется наличием токопроводящей пыли и пола, возможностью одновременного прикосновения человека к имеющим соединение с землей металлоконструкциям зданий с одной стороны и к металлическим корпусам электрооборудования с другой.

При устройстве электрических сетей в помещении должна предусматриваться возможность отключения всех электроустановок.

В цехе необходимо проводить следующие мероприятия, касающиеся охраны труда:

·        вся электропроводка должна быть помещена в специальные кожухи и утечка тока не должна превышать 0,001 А;

·        корпуса электромашин, электрощиты и пульты управления должны быть надежно заземлены;

·        напряжение для местного освещения станков не более 36 В;

·        лица, пользующиеся электроинструментом, должны быть снабжены средствами индивидуальной защиты;

·        в цехе должны находиться предупредительные плакаты и информация;

·        выключатели и рубильники, применяемые в помещении или устанавливаемые на производственном оборудовании, должны быть в защитном исполнении;

·        токоведущие части электрооборудования изолируются, ограждаются или размещаются в местах, недоступных для прикосновения к ним;

·        рабочие-станочники должны использовать деревянные решетки или резиновые коврики.

 

6.7 Метеорологические условия

Микроклимат производственных помещений - это климат внутренней среды этих помещений, который определяется действующими на организм человека сочетаниями температуры, относительной влажности и скорости Сдвижения воздуха, а также температуры окружающих поверхностей.

Оптимальные микроклиматические условия - сочетание параметров микроклимата, которые при длительном и систематическом воздействии на человека обеспечивают сохранение нормального функционального и теплового состояния организма без напряжения реакций терморегуляции.

Они обеспечивают ощущение теплового комфорта и создание предпосылок для высокого уровня работоспособности.

В рабочей зоне необходимо поддерживать оптимальные метеорологические условия в соответствии с ГОСТ 12.1.005-88. Это достигается при помощи воздушного и водяного отопления, вентиляции. Система отопления в цехе осуществляется через отопительные радиаторы, расположенные вдоль стен. Для защиты помещения от проникновения холодного воздуха в холодное время года используется устройство воздушно-тепловой завесы у ворот.

Для поддержания чистоты воздуха и нормального теплообмена в цехе предусматривается естественная вентиляция. Она осуществляется через форточки, фрамуги, светоаэрационные фонари. При естественной вентиляции потребный воздухообмен должен быть не менее  на одного человека.

По энергозатратам организма работы, выполняемые в цехе, относятся к категории IIб, т.е. физическая работа средней тяжести, связанная с ходьбой и переноской небольших (до 10 кг) тяжестей, при этом расход энергии при выполнении работы составляет 232-293 Дж/с (200-250 ккал/ч) [17, стр.465].

По ГОСТ 12.1.005.-88 допустимые нормы температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха в рабочей зоне производственных помещений для данной категории имеют следующие значения (табл. 6.1).

Таблица 6.1

Период работ	Температура, t,°C	Влажность, %	Скорость воздуха, м/с
Холодный	15...21	750,2
Теплый	18...20	40...60	0,4

 

6.8 Противопожарные мероприятия

Цех коробок передач № 3 по степени пожарной опасности принадлежит к категории "Д", несгораемые вещества, материалы в холодном состоянии по НПБ 105-03. степень огнестойкости здания - 2, по СНиП 2.01.02.-85, т.к. несущие стены, стены лестничных клеток и колонны изготовлены из железобетона с жесткой арматурой.

Противопожарные нормы зданий и сооружений.

При эвакуации расстояние от дверей вспомогательных сооружений (помещений) до ближайшего выхода наружу должно составлять не более 30 м. Расстояние от наиболее удаленного рабочего места не ограничивается. Данные по СНиП 2.01.02.-85.

Первичные средства пожаротушения по типовому правилу пожарной безопасности для промышленных предприятий: один углекислотный и один пенный огнетушители из расчета на  производственной площади:

,

где  - общая площадь цеха.

шт.

ОУ-5 - 22шт. и ОП-10 - 22шт.

В бытовых помещениях предусматриваются пожарные краны в шкафчиках или нишах на высоте  от уровня пола. В комплект оборудования пожарного крана входит: вентиль, быстроснимаемая полу гайка, прорезиненный рукав, длиной 10 и 20м., брансбойт с наконечником. Первичные средства пожаротушения размещаются на щитах.

К первичным средствам пожаротушения так же относится и песок, который размещается на полу в специальных ящиках с соответствующей маркировкой.

7. ЭКОНОМИКА ПРОИЗВОДСТВА

7.1 Исходные данные проекта

Таблица 7.1

№ п/п	НАИМЕНОВАНИЕ ПОКАЗАТЕЛЯ	ПОКАЗАТЕЛЬ
		БАЗА	ПРОЕКТ
1.	Годовая программа, шт.	45000	45000
2.	Стоимость заготовки, руб.	240,5	240,5
3.	Цена кВт-ч электроэнергии, руб.	2,03	2,03
4.	Стоимость других энергоносителей (сжатый воздух, м), руб.0,220,22
5.	Премии из фонда заработной платы, %	40	40
6.	Дополнительная заработная плата, %	15	15
7.	Единый социальный налог, %	26	26
8.	Норматив страхования имущества, %	1	1
9.	Эксплуатация оборудования, %	3,4	3,4
10.	Ремонтный фонд, %	2	2
11.
12.	Коэффициент, учит. дополнительную площадь	4,5	4,5
13.	Коэффициент спроса	0,25	0,25
14.	Расход сжатого воздуха на станок, м/ч0,150,15
15.	Норма амортизации производственной площади, %	1,5	1,5
16.	Норма содержания производственной площади, %	2,0	2,0
17.	Часовая тарифная ставка, руб.	33,80	26,46
18.	Стоимость инструмента, руб. фреза	502	1200
19.	Нормы времени по операциям, час	0,39	0,24
20.	Норма амортизации оборудования, %	10	10
21.	Стоимость оборудования, руб.	113000	160500

 

7.2 Ведомость оборудования

Таблица 7.2

Наименование оборудования	Зубофрезерный 5К32	Зубофрезерный п/а ВСБ12-1165
Количество, шт.	5	3
Цена, руб./шт.	113000	160500
Доставка и монтаж, руб.	7973	11235
Стоимость оборудования, руб.	121873	171735
Балансовая стоимость, руб.	609365	515205
Норма амортизации, %	10	10
Сумма амортизации, руб.	60936,5	51520,5
Установленная мощность, кВт	8	22
Эффективный фонд времени, час	3950	3950

 

7.3 Расчёт количества оборудования и коэффициента загрузки

а) по базе

 - количество оборудования

,

где  - годовая программа;

 - норма времени на операцию;

 - эффективный фонд времени;

 - коэффициент выполнения норм; принимаем ;

,

,

б) по проекту

 

7.4 Расчет изменяемых элементов

.4.1   Расчёт капитальных вложений по изменяющимся элементам затрат

;

 - балансовая стоимость изменяемых элементов основного и вспомогательного оборудования;

 - стоимость изменяющихся элементов производственных площадей;

,

;

7.4.2 Расчёт балансовой стоимости изменяемых элементов основного и вспомогательного оборудования

;

 - балансовая стоимость;

 - коэффициент загрузки;

;

;

Таблица 7.3

Наименование изменяющихся элементов оборудования	Балансовая стоимость оборудования	Коэффициент загрузки оборудования	Итог,
База	609365	0,81	492260
Проект	515205	0,83	426867

7.4.3 Расчёт стоимости изменяющихся элементов производственных площадей

 - производственная площадь под оборудованием;

 - стоимость  производственной площади, руб./м;

 - коэффициент загрузки;

 - коэффициент, учитывающий дополнительную площадь под проходы, проезды, предусмотренные техникой безопасности;

;

;

 

7.5 Расчёт капиталоёмкости продукции

;

а) по базе руб.

б) по проекту руб.

Расчёт себестоимости получения изделия. Себестоимость заготовки - 240,5 руб;

7.6 Расчёт затрат энергии на технологические цели

,

где  - установленная мощность токоприёмников, кВт;

 - коэффициент спроса, учитывающий недогрузку по мощности;

 - норма штучного времени, мин;

 - стоимость 1 кВт-ч электроэнергии;

 - затраты на электроэнергию в расчёте на деталеоперацию, руб./шт.

а) по базе руб./шт.

б) по проекту руб./шт.

 

7.7 Расчёт затрат на сжатый воздух

,

,

 - стоимость 1 м сжатого воздуха, руб./м;

 - годовой расход сжатого воздуха, м;

 - расход сжатого воздуха на один станок с пневматическим зажимом, м/ч;

 - количество станков с пневматическим зажимом;

а) по базе м;

руб./шт.

б) по проекту м;

руб./шт.

Итого, затраты на энергию в расчёте на деталь:

;

а) по базе руб. /шт.

б) по проекту руб./шт.

 

7.8 Расчёт заработной платы и единого социального налога

а) по базе ;

б) по проекту ;

;

а) по базе ;

б) по проекту ;

Затраты на страхование имущества:

;

 - норматив страхования принимаем 1%;

а) по базе ;

б) по проекту ;

Таблица 7.4

	Разряд работы	Норма времени	Часовая тарифная ставка	Расценка	Премия	ОЗП	ДЗП	ОЗП+ДЗП	Единый социальный налог
		, час, руб.Р, руб.Пр., руб.руб.руб.руб.руб.
База	5	0,39	33,8	13,18	5,27	18,45	2,77	21,22	5,52
Проект	3	0,24	26,46	6,35	2,54	8,89	1,33	10,22	2,66

Расчёт амортизации оборудования:

;

 - сумма амортизации оборудования;

а) по базеруб.

б) по проекту руб.

Отчисления в ремонтный фонд:

Величина ремонтного фонда определяется по формуле:

;

 - балансовая стоимость изменяемых элементов основного и вспомогательного оборудования, руб.;

 - утвержденный предприятием норматив отчислений в ремонтный фонд по данному элементу основных фондов, %;

а) по базе руб.

б) по проекту руб.

 

.9 Затраты на эксплуатацию оборудования

;

где  - норматив на эксплуатацию оборудования, %;

а) по базе руб.

б) по проекту руб.

Амортизация и содержание производственных площадей:

а) Амортизация производственной площади:

;

где  - норма амортизации производственной площади, %;

 - стоимость изменяемых элементов производственных площадей

а) по базе руб.

б) по проекту руб.

б) Содержание производственных площадей:

;

где  - норма содержания производственных площадей;

а) по базе руб.

б) по проекту руб.

в) Амортизация и содержание производственных площадей:

;

а) по базе руб.

б) по проекту руб.

Возмещение износа инструмента:

Наиболее точным является расчет расхода оснастки по нормам расхода. В массовом и крупносерийном производстве расход режущего инструмента на программу по каждому типоразмеру определяется по формуле:

;

 - расход данного типоразмера инструмента на программу, шт.;

 - число деталей, обрабатываемых данным инструментом, шт.;

 - машинное время на деталеоперацию, мин.;

 - число инструментов, одновременно работающих на станке, шт.;

 - расчетное время работы одного инструмента до его полного износа с учетом всех переточек, ч;

 - коэффициент преждевременного выхода инструмента из строя:

(; ,

где  - стойкость инструмента между двумя переточками, ч;

 - величина рабочей части инструмента, подвергаемая переточке, мм;

 - величина слоя, снимаемая при переточке, мм;

а) по базе ч.; шт.

б) по проекту ч.; шт.

Таблица 7.5

	Инструмент	Количество на программу, шт.	Цена за штуку, руб.	Стоимость инструмента, руб.
По базе	Фреза	62	502	31124
По проекту	Фреза	30	1200	36000

Возмещение износа инструмента:

;

где  - цена инструмента, руб.;

 - расход данного типоразмера инструмента на программу, шт.;

 - годовая программа;

а) по базе руб.

б) по проекту руб.

 

7.10 Калькуляция технологической себестоимости

Таблица 7.6

№ п/п	Наименование элемента затрат	Сумма
		База	Проект
1	Стоимость заготовки	240,5	240,5
2	Затраты на технологическую энергию	1,55	2,7
3	Основная заработная плата	18,45	8,89
4	Дополнительная заработная плата	2,77	1,33
5	Единый социальный налог	5,52	2,66
6	Страхование имущества	0,14	0,12
7	Амортизация оборудования	1,09	0,95
8	Эксплуатация оборудования	0,37	0,32
9	Возмещение износа инструмента	0,69	0,8
10	Отчисления в ремонтный фонд	0,18	0,16
11	Амортизация и содержание производственных площадей	0,121	0,089
Итого технологическая себестоимость, руб.

Экономия на технологической себестоимости:

;

руб.

Расчет годовой экономии:

,

 - годовой объём производства по проекту, шт.;

руб.

7.11 Сравнительные технико-экономические показатели

Таблица 7.6

№ п/п	НАИМЕНОВАНИЕ ПОКАЗАТЕЛЯ	ПОКАЗАТЕЛИ
		БАЗА	ПРОЕКТ
1	Годовая программа, шт.	45000	45000
2	Штучное время, мин	13,2	9,6
3	Стоимость оборудования, руб.	113000	160500
4	Стоимость заготовки, руб.	240,5	240,5
5	Количество единиц оборудования, шт.	5	3
6	Технолог, себестоимость изделия, руб./шт.	271,39	258,523
7	Капиталоемкость, руб./шт.	14,41	12,04
8	Установленная мощность, кВт	8	22
9	Годовая экономия

Оценка экономических результатов проекта за расчетный период

Таблица 8.7

№ п/п	Наименование показателя	Показатель
1	Норма времени, час.	0,24
2	Годовая программа, шт.	45000
3	Балансовая стоимость, руб.	515205
4	Эффективный годовой фонд времени работы станка, час.	3950
5	Коэффициент выполнения норм	1,1
6	Стоимость 1 м производственной площади, руб.3800
7	Площадь, занимаемая станками, м9,12
8	Коэффициент, учитывающий дополнительную площадь	4

Необходимая годовая программа для обеспечения 100%-ной загрузки станка:

шт./год

Капиталовложения в оборудование составляют:

руб.

Капиталовложения в производственные площади:

руб.

Итого капиталовложений в оборудование и производственные площади:

руб.

Калькуляция затрат на единицу продукции, руб./шт.

Таблица 7.8

№	Наименование элемента затрат	Сумма
		База	Проект
1	Стоимость заготовки	240,5	240,5
2	Затраты на технологическую энергию	1,55	2,7
3	Основная заработная плата	18,45	8,89
4	Дополнительная заработная плата	2,77	1,33
5	Единый социальный налог	5,52	2,66
6	Страхование имущества	0,14	0,12
7	Амортизация оборудования	1,09	0,95
8	Эксплуатация оборудования	0,37	0,32
9	Возмещение износа инструмента	0,69	0,8
10	Отчисления в ремонтный фонд	0,18	0,16
11	Амортизация производственных площадей	0,052	0,038
12	Содержание производственных площадей	0,069	0,051
Итого технологическая себестоимость, руб.

Расчет показателей, применяемых для оценки проекта. Расчёт денежных поступлений на единицу продукции. Текущие затраты на единицу продукции:

а) по базе руб.

б) по проекту руб.

Разница на текущих затратах за минусом амортизации оборудования и
площадей по базе и проекту:

руб.

Амортизация оборудования и производственных площадей по проекту:

руб.

Итого денежных поступлений на единицу продукции:

руб.

 

7.12 Расчёт годовых денежных поступлений

Годовые денежные поступления:

Таблица 7.9

№ п/п	ПОКАЗАТЕЛИ	1	2	3	4	5	ВСЕГО
1	Годовая программа при 100%-ой загрузке станка, шт.	54313	54313	54313	54313	54313	271565
2	Планируемая годовая программа, шт.	45000	45000	45000	45000	45000	225000
3	Годовой размер экономии или перерасхода на текущих затратах при 100%-ой загрузке, руб.	119489	119489	119489	119489	119489	597443
4	Годовой размер экономии или перерасхода на текущих затратах при планируемой загрузке, руб.	99000	99000	99000	99000	99000	495000
5	Годовые поступления амортизационных отчислений при 100%-ой загрузке, руб.	51521	51521	51521	51521	51521	257605
6	Годовые поступления амортизационных отчислений при планируемой загрузке, руб.	42687	42687	42687	42687	42687	213434
7	Ставка налога на прибыль, %	0,2	0,2	0,2	0,2	0,2	-
8	Налоговые отчисления при 100%-ой загрузке, руб.	23898	23898	23898	23898	23898	119489
9	Налоговые отчисления при планируемой загрузке, руб.	19800	19800	19800	19800	19800	99000
10	Итого денежных поступлений (прибыли и амортизации) при 100%-ой загрузке, руб.	147112	147112	147112	147112	147112	735559
11	Нарастание их по годам, руб.	147112	294224	441336	588447	735559	-
12	Итого денежных поступлений (прибыли и амортизации) при планируемой загрузке, руб.	121887	121887	121887	121887	121887	609434
13	Нарастание их по годам, руб.	121887	243773	365660	487547	609434	-

Расчёт годовых денежных поступлений с учётом капиталовложений

Таблица 7.10

№ п/п	Показатели	1-ый год	2-ой год	3-ий год	4-ый год	5-ый год	Всего
1	Капиталовложения (стоимость оборудования и производственных площадей), руб.	653829	-	-	-	-	653829
2	Итого денежных поступлений (прибыли и амортизации) за вычетом налогов при 100%-ой загрузке, руб.	147112	147112	147112	147112	147112	735559
3	Итого денежных поступлений (прибыли и амортизации) за вычетом налогов при планируемой загрузке, руб.	121887	121887	121887	121887	121887	609434
4	Итого поступлений с учетом капиталовложений при 100%-ой загрузке, руб.	-506717	147112	147112	147112	147112	81730
5	Нарастание их по годам, руб.	-506717	-359605	-212493	-65382	81730	81730
6	Итого поступлений с учетом капиталовложений при планируемой загрузке, руб.	-531942	121887	121887	121887	121887	-44395
7	Нарастание их по годам, руб.	-531942	-410056	-288169	-166282	-44395	-44395

Дисконтированные денежные поступления

Таблица 7.11

№ п/п	Показатели	1-ый год	2-ой год	3-ий год	4-ый год	5-ый год	Всего
1	Ставка дисконтирования, доли единицы	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	-
2	Итого денежных поступлений (прибыли и амортизации) за вычетом налогов при 100%-ой загрузке, руб.	147112	147112	147112	147112	147112	735559
3	Итого денежных поступлений (прибыли и амортизации) за вычетом налогов при планируемой загрузке, руб.	121887	121887	121887	121887	121887	609434
4	Дисконтированная величина денежных поступлений при 100%-ой загрузке, руб.	132401	117689	102978	88267	73556	514891
5	Дисконтированная величина денежных поступлений при планируемой загрузке, руб.	109698	97509	85321	73132	60943	426604

7.13 Расчет чистой дисконтированной стоимости, коэффициента внутренней доходности и срока окупаемости

Чистая дисконтированная стоимость показывает абсолютную величину экономического эффекта, который будет получен за период эксплуатации техпроцесса. Чистая дисконтированная стоимость представляет собой разницу между денежными поступлениями от реализации проекта за расчетный период и величиной капиталовложений. Поскольку процесс капиталовложений и получения доходов от реализации проекта растянут во времени, необходимо учесть обесценивание денег с помощью коэффициента дисконтирования. Чистая дисконтированная стоимость Д рассчитывается по формуле:

где  - денежные поступления (прибыль и амортизация) за вычетом налогов;

 - ставка дисконтирования денежных поступлений;

 - период эксплуатации техпроцесса;

 - капитальные вложения в оборудование и здание по проекту;

 - остаточная стоимость оборудования и зданий после окончания нормативного срока службы:

,

где  - остаточная стоимость оборудования;

 - остаточная стоимость здания;

руб.

руб.

руб.

При 100%-ой загрузке:

руб.

При планируемой загрузке:

руб.

Коэффициент внутренней доходности равен учетной ставке, по которой доход от вложений средств в объеме К(необходимых первоначальных капиталовложений в оборудование и производственные площади по проекту) оказался бы равен сумме дисконтированных денежных поступлений за расчетный период.

При 100%-ая загрузке:

При :

руб

При :

руб.

При планируемой загрузке:

При :

руб.

При :

руб.

Проверка:

(погрешность меньше 10%)

(погрешность меньше 10%)

7.14 Срок окупаемости

Денежные поступления (прибыль и амортизация за вычетом налога на прибыль) по годам расчетного периода:

При 100%-ой загрузке:

Таблица 7.12

1-ый год	2-ой год	3-ий год	4-ый год	5-ый год
147112	147112	147112	147112	147112

Срок окупаемости:

При планируемой загрузке

Таблица 7.13

1-ый год	2-ой год	3-ий год	4-ый год	5-ый год
105504	105504	105504	105504	105504

Срок окупаемости:

 

7.15 Итоговые показатели проекта

Таблица 7.14

Показатели	100%-ая загрузка	Планируемая загрузка
1. Расчетный период, лет	5	5
2. Годовая программа, шт.	54313	45000
3. Капитальные вложения, руб.	653829	653829
4.Экономия на текущих затратах (прибыль) за расчетный период, руб.	597443	495000
5.Поступления амортизационных отчислений за расчетный период, руб.	257605	213434
6. Суммарные денежные поступления (прибыль и амортизация) за расчетный период, руб.	735559	609434
7. Ставка дисконтирования, доля единицы.	0,1	0,1
8. Дисконтированные денежные поступления за расчетный период, руб.	514891	426604
9. Чистая дисконтированная стоимость, руб.	129759	34136
10. Коэф. внутренней доходности.	0,14	0,11
11. Срок окупаемости (период возврата) капитальных вложений, лет	4,44	5,36

8. КОМПЬЮТЕРНО-ИНТЕГРИРОВАННАЯ КОНСТРУКТОРСКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ПОДГОТОВКА ПРОИЗВОДСТВА

 

8.1 Размерный анализ ТП и расчет технологических размеров по программе KON7

Одной из важнейших задач в ТМ является расчет межоперационных размеров. Программа KON7 позволяет автоматизировать эти расчеты. Исходные данные - чертёж детали, представленный на рисунке 8.1.

Рисунок 8.1 - Чертеж детали (файл «detal.cdw»)

Строим размерную схему обработки торцевых поверхностей в AutoCAD с помощью системы GRAKON7 и граф размерных изменений заготовки.

В программе KON7 заполняю вкладку Общие данные с указанием в полях диалогового окна материала заготовки, метод ее получения, класс точности, форму детали и наибольший габаритный размер заготовки.

Во вкладке Конструкторские размеры ввожу их значения. Для ввода размера нажимаю правую кнопку мыши в поле вкладки и выбираю пункт Добавить. Указываю левую и правую границы размера, минимальное и максимальное значение конструкторских размеров с размерной схемы.

Для корректировки введенных значений щелкаю левой кнопкой поле Р1, а затем нажимаю правую кнопку мыши и из контекстного меню выбираю пункт Изменить. Откроется окно.

Во вкладке Припуски для ввода каждого припуска нажимаю правую кнопку мыши с указанием границ припусков с размерной схемы

Во вкладке Размеры заготовки нажимаю правую кнопку мыши для ввода каждого размера. Границы задаю номерами крайних поверхностей заготовки в одном координатном направлении, в соответствии с размерной схемой.

Размеры заготовки, габариты заготовки, величина допуска и отклонения (при необходимости) задаются в окне.

Во вкладке Технологические размеры ввожу их в последовательности обработки заготовки. Для ввода каждого размера нажимаю правую кнопку мыши. Расположение допуска относительно подлежащего расчету номинала размера указываю по системе вала.

После ввода в программу KON7 всех исходных данных нажимаю кнопку Расчет для вывода результатов (представлены на рисунке 8.10).

    Результаты расчета технологических размерных цепей

          Кафедра ТМС ЯГТУ, (C) Калачев О.Н., 2000 **** KON7 ****

          З а к а з ч и к       Konovalov

                                                                           Таблица 1

  Распечатка введенных исходных данных (проверьте правильность ввода!)

     Сведения о заготовке:

     Материал..................   сталь

     Способ получения..........   Штамповка обычн.точности

     Класс (степень) точности..   ---

     Габаритный размер.........   227.000

--------------------------------------------------------------------------------------------

       Замыкающие звенья     |                Составляющие звенья        |Габа| Отклонения 

  P-черт.размер. Z-припуск   |                                           |риты| допуска    

-------------------------------------------------------------------------|обра| пользователя

Зве-| Гра-  | Предел.значения |Зве-| Гра-  |    Метод обработки      |Сист|бот.|            

но | ницы  |-----------------| но | ницы  |                         |допу|пове|-------------

   |       |  max   |  min   |    | O-->  |                         |ска |рхн.|Веpх. |Нижнее

-------------------------------------------------------------------------------------------- |  3  10|  54.500|  54.300|A1  |  1  12|Штамповка обычн.точности |вал | 227| 0.000| 0.000 |  3   7|  53.000|  52.800|A2  |  4   9|Штамповка обычн.точности |вал | 227| 0.000| 0.000 |  6   7|  32.000|  31.660|A3  |  1   9|Штамповка обычн.точности |вал | 227| 0.000| 0.000 |  1   2|   0.000|   0.000|A4  | 12   2|Точение от необр.пов.    |вал | 227| 0.000| 0.000 |  2   3|   0.000|   0.000|A5  | 12   3|Точение чистовое         |вал | 227| 0.000| 0.000 |  4   5|   0.000|   0.000|A6  |  3  11|Точение от необр.пов.    |вал | 227| 0.000| 0.000 |  5   6|   0.000|   0.000|A7  |  3  10|Точение чистовое         |вал | 227| 0.000| 0.000 |  8   7|   0.000|   0.000|A8  |  3   8|Точение от необр.пов.    |вал | 227| 0.000| 0.000 |  9   8|   0.000|   0.000|A9  |  3   7|Точение чистовое         |вал | 227| 0.000| 0.000 | 11  10|   0.000|   0.000|A10 |  7   5|Точение от необр.пов.    |вал | 227| 0.000| 0.000 | 12  11|   0.000|   0.000|A11 |  7   6|Точение чистовое         |вал | 227| 0.000| 0.000

--------------------------------------------------------------------------------------------

Блок 1

Блок 2

Блок 3

                                                                           Таблица 2

Результаты расчета - уравнения размерных цепей

------------------------------------------------------------------------------------

 Номер  | Неизв.|         Уравнения в символьной форме

 решения| звено |

------------------------------------------------------------------------------------

    1   |  A7   |  P1=+A7

    2   |  A9   |  P2=+A9

    3   |  A11  |  P3=+A11

    4   |  A10  |  Z4=-A11+A10

    5   |  A8   |  Z5=-A9+A8

    6   |  A6   |  Z7=-A7+A6

    7   |  A5   |  Z8=-A6+A5

    8   |  A4   |  Z2=-A5+A4

    9   |  A1   |  Z1=-A4+A1

   10   |  A3   |  Z6=-A1-A8+A3+A5

   11   |  A2   |  Z3=-A3-A5-A10+A1+A2+A9

------------------------------------------------------------------------------------

Блок 4

 ** Информация о ходе расчёта технологических размеров при решении разм. цепей **

 Program  KON7 О.Н.Калачев-2000

 Решается разм. цепь   1 типа "P" с неизв. звеном A7  , код метода получения= 74

         с о с т а в    ц е п и :

         увелич. звено A7  :                     max=   0.000   min=   0.000

         замык. звено - констр. размер  P1  :    max=  54.500   min=  54.300

         результаты расчёта звена A7  :          max=  54.500   min=  54.300

         следовательно, расч. допуск=     0.200

         технолог. допуск заданного метода получения звена, предлагаемый

         системой= 0.120 : верхн. откл.= 0.120  нижн. откл.= 0.000

         принимаем расчётный размер звена A7   с учётом технолог. допуска:

         номинал=  54.500                        max=  54.500   min=  54.380

 Решается разм. цепь   2 типа "P" с неизв. звеном A9  , код метода получения= 74

         с о с т а в    ц е п и :

         увелич. звено A9  :                     max=   0.000   min=   0.000

         замык. звено - констр. размер  P2  :    max=  53.000   min=  52.800

         результаты расчёта звена A9  :          max=  53.000   min=  52.800

         следовательно, расч. допуск=     0.200

         технолог. допуск заданного метода получения звена, предлагаемый

         системой= 0.120 : верхн. откл.= 0.120  нижн. откл.= 0.000

         принимаем расчётный размер звена A9   с учётом технолог. допуска:

         номинал=  53.000                        max=  53.000   min=  52.880

 Решается разм. цепь   3 типа "P" с неизв. звеном A11 , код метода получения= 74

         с о с т а в    ц е п и :

         увелич. звено A11 :                     max=   0.000   min=   0.000

         замык. звено - констр. размер  P3  :    max=  32.000   min=  31.660

         результаты расчёта звена A11 :          max=  32.000   min=  31.660

         следовательно, расч. допуск=     0.340

         технолог. допуск заданного метода получения звена, предлагаемый

         системой= 0.100 : верхн. откл.= 0.100  нижн. откл.= 0.000

         принимаем расчётный размер звена A11  с учётом технолог. допуска:

         номинал=  32.000                        max=  32.000   min=  31.900

 Решается разм. цепь   4 типа "Z" с неизв. звеном A10 , код метода получения= 71

         припуск ZMIN, рассчитанный системой=   0.440

         с о с т а в   ц е п и :

         уменьш. звено A11 :                     max=  32.000   min=  31.900

         увелич. звено A10 :                     max=   0.000   min=   0.000

         технолог. допуск заданного метода получения звена, предлагаемый

         системой= 0.620 : верхн. откл.= 0.620  нижн. откл.= 0.000

         расчётный размер звена A10 :

         номинал=  33.060                        max=  33.060   min=  32.440

 Решается разм. цепь   5 типа "Z" с неизв. звеном A8  , код метода получения= 71

         припуск ZMIN, рассчитанный системой=   0.440

         с о с т а в   ц е п и :

         уменьш. звено A9  :                     max=  53.000   min=  52.880

         увелич. звено A8  :                     max=   0.000   min=   0.000

         технолог. допуск заданного метода получения звена, предлагаемый

         системой= 0.740 : верхн. откл.= 0.740  нижн. откл.= 0.000

         расчётный размер звена A8  :

         номинал=  54.180                        max=  54.180   min=  53.440

 Решается разм. цепь   6 типа "Z" с неизв. звеном A6  , код метода получения= 71

         припуск ZMIN, рассчитанный системой=   0.440

         с о с т а в   ц е п и :

         уменьш. звено A7  :                     max=  54.500   min=  54.380

         увелич. звено A6  :                     max=   0.000   min=   0.000

         технолог. допуск заданного метода получения звена, предлагаемый

         системой= 0.740 : верхн. откл.= 0.740  нижн. откл.= 0.000

         расчётный размер звена A6  :

         номинал=  55.680                        max=  55.680   min=  54.940

 Решается разм. цепь   7 типа "Z" с неизв. звеном A5  , код метода получения= 74

         припуск ZMIN, рассчитанный системой=   0.180

         с о с т а в   ц е п и :

         уменьш. звено A6  :                     max=  55.680   min=  54.940

         увелич. звено A5  :                     max=   0.000   min=   0.000

         технолог. допуск заданного метода получения звена, предлагаемый

         системой= 0.120 : верхн. откл.= 0.120  нижн. откл.= 0.000

         расчётный размер звена A5  :

         номинал=  55.980                        max=  55.980   min=  55.860

 Решается разм. цепь   8 типа "Z" с неизв. звеном A4  , код метода получения= 71

         припуск ZMIN, рассчитанный системой=   0.440

         с о с т а в   ц е п и :

         уменьш. звено A5  :                     max=  55.980   min=  55.860

         увелич. звено A4  :                     max=   0.000   min=   0.000

         технолог. допуск заданного метода получения звена, предлагаемый

         системой= 0.740 : верхн. откл.= 0.740  нижн. откл.= 0.000

         расчётный размер звена A4  :

         номинал=  57.160                        max=  57.160   min=  56.420

 Решается разм. цепь   9 типа "Z" с неизв. звеном A1  , код метода получения= 21

         припуск ZMIN, рассчитанный системой=   0.940

         с о с т а в   ц е п и :

         уменьш. звено A4  :                     max=  57.160   min=  56.420

         увелич. звено A1  :                     max=   0.000   min=   0.000

         технолог. допуск заданного метода получения звена, предлагаемый

         системой= 2.000 : верхн. откл.= 1.200  нижн. откл.=-0.800

         расчётный размер звена A1  :

         номинал=  58.900                        max=  60.100   min=  58.100

 Решается разм. цепь  10 типа "Z" с неизв. звеном A3  , код метода получения= 21

         припуск ZMIN, рассчитанный системой=   1.440

         с о с т а в   ц е п и :

         уменьш. звено A1  :                     max=  60.100   min=  58.100

         уменьш. звено A8  :                     max=  54.180   min=  53.440

         увелич. звено A3  :                     max=   0.000   min=   0.000

         увелич. звено A5  :                     max=  55.980   min=  55.860

         технолог. допуск заданного метода получения звена, предлагаемый

         системой= 2.000 : верхн. откл.= 1.200  нижн. откл.=-0.800

         расчётный размер звена A3  :

         номинал=  60.660                        max=  61.860   min=  59.860

 Решается разм. цепь  11 типа "Z" с неизв. звеном A2  , код метода получения= 21

         припуск ZMIN, рассчитанный системой=   1.940

         с о с т а в   ц е п и :

         уменьш. звено A3  :                     max=  61.860   min=  59.860

         уменьш. звено A5  :                     max=  55.980   min=  55.860

         уменьш. звено A10 :                     max=  33.060   min=  32.440

         увелич. звено A1  :                     max=  60.100   min=  58.100

         увелич. звено A2  :                     max=   0.000   min=   0.000

         увелич. звено A9  :                     max=  53.000   min=  52.880

         технолог. допуск заданного метода получения звена, предлагаемый

         системой= 2.000 : верхн. откл.= 1.200  нижн. откл.=-0.800

         расчётный размер звена A2  :

         номинал=  42.660                        max=  43.860   min=  41.860

                                                                                Таблица 3

    Результаты расчета технологических РЦ ЯГТУ,  С Калачев О.Н., 2000 ** KON7 **

-----------------------------------------------------------------------------------------------

        Замыкающие звенья     |                 Составляющие звенья                           

  P-черт.размер, Z-припуск    |                                                               

-----------------------------------------------------------------------------------kon7--------

Ин- | Гра-  | Предел.значения | Ин- | Гра-  |                         |        |  Отклонения  

декс | ницы  |-----------------|декс | ницы  |     Метод обработки     |Номинал |---------------

звена| звена |  max   |  min   |звена| звена |                         |        |Верхнее|Нижнее

-----------------------------------------------------------------------------------------------  |  3  10|  54.500|  54.300| A1  | 12   1|Штамповка обычн.точности |  58.900|  1.200| -0.800  |  3   7|  53.000|  52.800| A2  |  9   4|Штамповка обычн.точности |  42.660|  1.200| -0.800  |  6   7|  32.000|  31.660| A3  |  1   9|Штамповка обычн.точности |  60.660|  1.200| -0.800  |  1   2|  ----  |   0.940| A4  | 12   2|Точение от необр.пов.    |  57.160|  0.000| -0.740  |  2   3|  ----  |   0.440| A5  |  3  12|Точение чистовое         |  55.980|  0.000| -0.120  |  4   5|  ----  |   1.940| A6  | 11   3|Точение от необр.пов.    |  55.680|  0.000| -0.740  |  5   6|  ----  |   0.440| A7  | 10   3|Точение чистовое         |  54.500|  0.000| -0.120  |  8   7|  ----  |   0.440| A8  |  8   3|Точение от необр.пов.    |  54.180|  0.000| -0.740  |  9   8|  ----  |   1.440| A9  |  7   3|Точение чистовое         |  53.000|  0.000| -0.120  | 11  10|  ----  |   0.440| A10 |  7   5|Точение от необр.пов.    |  33.060|  0.000| -0.620  | 12  11|  ----  |   0.180| A11 |  6   7|Точение чистовое         |  32.000|  0.000| -0.100

-----------------------------------------------------------------------------------------------

 Конец заказа  Konovalov   *** KON7 *** 2000

Конец задания......KON7  2000

Рисунок 8.10 - Результаты расчета программы KON7 (файл «konovalov.rez»)

Технологические размеры из третьей таблицы результатов программы KON7 заносим в ОК .

 

8.2 Расчет оптимального режима резания по программе KONCUT

Исходные данные: операционный эскиз для операции сверления представлен на рисунке 8.11.

Рисунок 8.11 - Операционный эскиз операции сверления (файл «koncut.frw»)

Запускаю программу KONCUT. Выбираю метод обработки - сверление или зенкерование и в появившемся окне заполняю вкладку Заказчик, указав фамилию и группу.

Во вкладке Материал заготовки указываю сталь с твердостью 200 НВ.

Во вкладке Станок указываю основные технические характеристики агрегатно-сверлильного станка 2Н118. Данные взяты из [5].

Во вкладке Режущий инструмент указываю тип режущего инструмента, его материал, выбираю подачу в пределах ряда подач станка.

Во вкладке Технико-экономические параметры указываю время на отдых + время на обслуживание 10%, вспомогательное время - 0,1 мин.

Заполняю вкладку «Содержание операции» с указанием необходимых параметров.

Проверив правильность введенных параметров во всех вкладках, нажимаем кнопку Расчёт. При некорректном заполнении какого-либо поля программа выводит сообщение об ошибке и показывает, какой параметр введён неверно.

Результаты расчета, выполненные с помощью программы KONСUT, представлены ниже (для подачи s=0,56 мм/об).

По результатам расчёта программа оформляет графики целевых функций для выбранного значения подачи. На рисунке 8.16 представлен график зависимостей производительности обработки, стоимости обработки детали, стоимости расходов на инструмент от частоты вращения шпинделя.

На этом графике отображаются значения экономических показателей только для одного значения подачи, поэтому оптимизация может производиться только по частоте вращения шпинделя.

Рисунок 8.16 - Зависимости экономических показателей от частоты вращения шпинделя

Результат расчета режимов резания для операции сверления приведены на рисунке 8.17.

                          Ярославский государственный технический университет

Кафедра технологии машиностроения. Программа KONCUT (C) Калачёв О.Н., 2000

             KON2 Расчёт технико-экономических показателей

                          режима резания (сверление)

                       Исходные данные для расчёта

- См. Калачёв О.Н., Синицын В.Т. Применение ЭВМ в курсовом и дипломном

 проектировании по технологии машиностроения. Ярославль, ЯПИ, 1989.- 87 c.

Заказчик: студент группы МТ-56 Коновалов М.Н.

Материал заготовки ....................................... Хромоникелевая сталь

Твёрдость материала, HB .................................. 200

Название станка .......................................... 2Н118

Минимальная частота вращения шпинделя (Nmin), об/мин ..... 180.000

Максимальная частота вращения шпинделя (Nmax), об/мин .... 2800.000

Минимальная величина подачи (Smin), мм/об ................ 0.100

Максимальная величина подачи (Smax), мм/об ............... 0.560

Число ступеней ряда частоты вращения (Kn) ................ 21

Число ступеней геометрического ряда подач (Ks) ........... 12

Мощность электродвигателя станка (N), кВт ................ 2.2

Коэффициент полезного действия (КПД) ..................... 0.80

Тип инструмента .......................................... Сверло

Материал инструмента ..................................... Быстрорежущая сталь

Подача инструмента (S), мм/об ............................ 0.560

Длина рабочего хода (Lрх), мм ............................ 15.000

Диаметр инструмента (D), мм .............................. 12.500

Время на отдых + Время на обслуживание (Aотд+Aобс), % .... 10.00

Вспомогательное время (Tвс), мин ......................... 0.1

Состояние обрабатываемой поверхности ..................... Без корки

Глубина резания (t), мм .................................. 3.000

Длина резания (Lрез), мм ................................. 9.500

Наличие СОЖ .............................................. Нет

          Результаты расчёта по программе KONCUT (C) Калачёв О.Н., 2000

+-------+-------------+-------------+-------------+-------------+-------------+

| Номер |  Частота    |  Производи- |Себестоимость| Стоимость   |   Машинное  |

| Ва-   |  вращения   |  тельность  |  обработки  | расходов на |    время,   |

| рианта|  шпинделя,  |   станка,   |    детали,  | инструмент, |     мин     |

|       |   об/мин    |   дет/час   |     коп     |     коп     |             |

+-------+-------------+-------------+-------------+-------------+-------------+

|  1    |     180.000 |      213.27 |        0.43 |        0.01 |        0.15 |

|  2    |     206.475 |      215.91 |        0.45 |        0.03 |        0.13 |

|  3    |     236.843 |       -1.#J |       -1.#J |       -1.#J |        0.11 |

|  4    |     271.679 |       -1.#J |       -1.#J |       -1.#J |        0.10 |

|  5    |     311.637 |       -1.#J |       -1.#J |       -1.#J |        0.09 |

|  6    |     357.474 |       92.22 |        1.59 |        0.61 |        0.07 |

|  7    |     410.051 |       82.23 |        1.82 |        0.73 |        0.07 |

|  8    |     470.362 |       72.50 |        2.11 |        0.87 |        0.06 |

|  9    |     539.544 |       63.32 |        2.47 |        1.04 |        0.05 |

| 10    |     618.901 |       54.86 |        2.89 |        1.25 |        0.04 |

| 11 #  |     709.930 |       47.22 |        3.40 |        1.49 |        0.04 |

| 12 #  |     814.347 |       40.43 |        4.01 |        1.78 |        0.03 |

| 13 #  |     934.122 |       34.46 |        4.74 |        2.13 |        0.03 |

| 14 #  |    1071.515 |       29.27 |        5.62 |        2.55 |        0.02 |

| 15 #  |    1229.115 |       24.79 |        6.68 |        3.05 |        0.02 |

| 16 #  |    1409.895 |       20.95 |        7.94 |        3.64 |        0.02 |

| 17 #  |    1617.264 |       17.67 |        9.45 |        4.36 |        0.02 |

| 18 #  |    1855.134 |       14.88 |       11.26 |        5.21 |        0.01 |

| 19 #  |    2127.989 |       12.52 |       13.42 |        6.23 |        0.01 |

| 20 #  |    2440.977 |       10.52 |       16.00 |        7.44 |        0.01 |

| 21 #  |    2800.000 |        8.83 |       19.09 |        8.90 |        0.01 |

+-------+-------------+-------------+-------------+-------------+-------------+

| Номер |   Штучное   |  Стойкость  |  Стойкость  |   Скорость  |   Мощность  |

| Ва-   |    время,   |   инстру-   |   инстру-   |   резания,  |   резания,  |

| рианта|     мин     |    мента,   |    мента,   |    м/мин    |      кВт    |

|       |             |     дет     |     мин     |             |             |

+-------+-------------+-------------+-------------+-------------+-------------+

|  1    |        0.28 |      981.44 |      92.497 |        7.07 |        0.61 |

|  2    |        0.28 |      297.67 |      24.457 |        8.10 |        0.70 |

|  3    |       -1.#J |       -1.#J |      -1.#IO |        9.30 |        0.81 |

|  4    |       -1.#J |       -1.#J |      -1.#IO |       10.66 |        0.93 |

|  6    |        0.65 |       16.37 |       0.777 |       14.03 |        1.22 |

|  7    |        0.73 |       13.69 |       0.566 |       16.09 |        1.40 |

|  8    |        0.83 |       11.45 |       0.413 |       18.46 |        1.60 |

|  9    |        0.95 |        9.58 |       0.301 |       21.18 |        1.84 |

| 10    |        1.09 |        8.01 |       0.220 |       24.29 |        2.11 |

| 11 #  |        1.27 |        6.70 |       0.160 |       27.86 |        2.42 |

| 12 #  |        1.48 |        5.61 |       0.117 |       31.96 |        2.77 |

| 13 #  |        1.74 |        4.69 |       0.085 |       36.66 |        3.18 |

| 14 #  |        2.05 |        3.92 |       0.062 |       42.06 |        3.65 |

| 15 #  |        2.42 |        3.28 |       0.045 |       48.24 |        4.19 |

| 16 #  |        2.86 |        2.74 |       0.033 |       55.34 |        4.80 |

| 17 #  |        3.40 |        2.30 |       0.024 |       63.48 |        5.51 |

| 18 #  |        4.03 |        1.92 |       0.018 |       72.81 |        6.32 |

| 19 #  |        4.79 |        1.61 |       0.013 |       83.52 |        7.25 |

| 20 #  |        5.71 |        1.34 |       0.009 |       95.81 |        8.32 |

| 21 #  |        6.80 |        1.12 |       0.007 |      109.90 |        9.54 |

+-------+-------------+-------------+-------------+-------------+-------------+

# Мощность резания превышает мощность станка

Рисунок 8.17 - Результаты расчета программы KONCUT (файл «koncut.rez»)

Оптимальным значением скорости вращения шпинделя для операции сверления является значение n = 518,9 мин-1 . Скорость резания v при этой частоте вращения равна 24,29 м/мин (по результатам расчёта программы). Значение подачи s равно 0,56 мм/об. Машинное время To=0,04 мин. Эти значения режимов резания заносим в ОК.

8.3 Проектирование управляющей программы токарной обработки детали на станке с ЧПУ в CAD/CAM Fikus WireEDM&Lathe

Созданная ранее модель детали в CAD/CAM Cimatron является основой для токарной обработки в системе CAD/CAM Fikus, которая позволяет существенно сократить время на констукторско-технологическую подготовку производства. Рассмотрим методику выполнения обработки детали Шестерня.

Для начала создадим эскиз детали и образмерим его.

Далее выделим полученный контур и нажмем в меню Тв.Тело > добавить > вращать, указав угол вращения 360° и подтвердим выбор.

Теперь на эскизнике строим окружность, с помощь команды Правка > Копировать геометрию > Линейный массив получаю 2 копии данной окружности. Операцией выдавливания получаю 3 отверстия в детали.

На эскизнике строим контур, при выдавливании которого из детали получатся шлицы. Операция выполнения аналогична предыдущей.

Последний этап - на эскизнике строим контур зубьев, с помощью углового массива получаю 30 копий с углом 12° (рисунок 8.19д). Полученный контур выдавливаю из детали. Операция выполнения аналогична предыдущей.

Полученную в Cimatron готовую деталь (рисунок 8.19). В дереве проекта находим «Эскизник» и, нажимая ПКМ, из контекстного меню выбираем пункт Показать Эскиз/Контур (рисунок 8.20). В теле 3D-модели после выполнения этого действия подсветится эскиз детали. Далее из меню Файл выбираем пункт Токарная обработка подводим курсор к эскизу и выделяем его. Появляется меню Fikus, в котором выбираем название нашего файла и открываем его с расширением *.c2f, нажав кнопку Сохранить и Запустить внизу окна.

После некоторой задержки открывается среда Fikus c выбранным ранее в Cimatron контуром детали. На этом работа с программой Cimatron заканчивается.

Входим в меню САМ.

Выбираем пункт Новая траектория. В правой части экрана в строке Имя Траектории пишем название траектории и нажимаем зеленую галочку.

Далее нажимаем кнопку Новая деталь.

В новом открывшемся меню нажимаем кнопку Укажите геометрию. Выделяем появившуюся ветку в дереве и показываем рамкой наш контур, затем выделяя его. После нажатия клавиши Enter появляется каркасное изображение детали.

Выбор заготовки.

Нажимаем следующую в вертикальном столбце кнопку Выбор заготовки. В появившемся окне выбираем эквидистанту к поверхности и припуск 3 мм. В тот же момент на экране появляется контур заготовки.

Выбор положения 3-х кулачкового патрона.

Нажимаем следующую в вертикальном столбце кнопку Задайте патрон и указываем нужное нам расположение патрона, в результате чего появляется изображение кулачков.

Выбор зон обработки.

Внешнее точение контура. Нажимаем на панели кнопку Укажите зону. Появляется окно, где выбираем Черновая обработка и указываем имя зоны обработки, затем указываем траекторию обработки и подтверждаем нажав СКМ.

Также необходимо указать стартовую и конечную точки финишной обработки. Нажимаем кнопку начальная точка и показываем на модели детали точки начала и конца цикла обработки инструмента. Подводим курсор к точке начала и отводим мышь вправо, тянется желтая линия, щелкаем ЛКМ, затем подобным образом указываем и вторую точку.

Обработка.

На вкладке процесс выбираем кнопку Черновая обработка . Далее в правом окне среды Fikus выбираем зону обработки.

На вкладке профиль выбираем код инструмента для черновой обработки, затем в поле тип процесса выбираем turning, здесь же выбираем максимальный шаг и чистовой припуск.

Далее в дереве выбираем нашу обработку и из контекстного меню выбираем пункт Рассчитать с этой проц. После выбора происходит расчет обработки и на экране появляется траектория обработки.

Теперь добавляем чистовую обработку к этой зоне резания. На вкладке процесс выбираем чистовую обработку, далее, аналогично предыдущим действиям, выбираем код инструмента, его параметры и нажимаем на кнопку Рассчитать. После расчета появляется траектория обработки .

Аналогично выполняем эти же действия еще для 2х зон обработки. В итоге получим несколько траекторий обработки для данной детали с черновой и чистовой обработками.

Симуляция.

Во вкладке САМ выбираем кнопку Симуляция. Далее в дереве в верхнем правом окне выбираем обработку, симуляцию которой хотим посмотреть. Нажимаем кнопку Play. На экране происходит симуляция токарной обработки шестерни.

Получение УП.

На вкладке САМ нажимаем кнопку Постпр-р и появляется окно, где нажимаем на кнопку Постпроцессирование. Далее на вкладке САМ выбираем кнопку Просмотр УП. Автоматически появляется окно с нашей УП.

Полный текст программы представлен ниже:

%

(LATHE DEMO )

(DATE 03.06.2009 HOUR 17:52:01)

(FILE PATH: H:\учеба\fikus\)

(FILE NAME: шестернN0069 G97 S400 M03G00 X350 Z25X350 Z3.532X120.974 Z3.532G01 X223.993 Z-3.681 200X225.238 Z-3.356G02 X225.7 Z-3.3 I0.231 K-0.444G01 X245.7 Z-3.3G02 X245.817 Z-3.303 I0 K-0.5G02 X250.859 Z-3.815 I-1.811 K-15.394G01 X299.492 Z-3.957G00 X350 Z-3.957X350 Z25G97 S400 M03G00 X350 Z25X350 Z1.138X131.717 Z1.138G01 X130.757 Z0.149 200X130.757 Z-2X133.7 Z-2G02 X134.522 Z-2.215 I0 K-0.5G01 X136.643 Z-1.154G00 X137.522 Z-1.154X137.522 Z0.5X130.992 Z0.5G01 X126.992 Z0.5X126.992 Z-2X130.757 Z-2X132.878 Z-0.939G00 X133.757 Z-0.939X133.757 Z0.5X127.227 Z0.5G01 X123.227 Z0.5X123.227 Z-2X126.992 Z-2X129.113 Z-0.939G00 X129.992 Z-0.939X129.992 Z0.5X123.462 Z0.5G01 X119.462 Z0.5X119.462 Z-2X123.227 Z-2X125.348 Z-0.939G00 X126.227 Z-0.939X126.227 Z0.5X119.697 Z0.5G01 X115.697 Z0.5X115.697 Z-2X119.462 Z-2X121.583 Z-0.939G00 X122.462 Z-0.939X122.462 Z0.5X115.932 Z0.5G01 X111.932 Z0.5X111.932 Z-2X115.697 Z-2X117.818 Z-0.939G00 X118.697 Z-0.939X118.697 Z0.5X112.167 Z0.5G01 X108.167 Z0.5X108.167 Z-2X111.932 Z-2X114.053 Z-0.939G00 X114.932 Z-0.939X114.932 Z0.5X108.402 Z0.5G01 X104.402 Z0.5X104.402 Z-2X108.167 Z-2X110.288 Z-0.939G00 X111.167 Z-0.939X111.167 Z0.5X104.637 Z0.5G01 X100.637 Z0.5X100.637 Z-2X104.402 Z-2X106.523 Z-0.939G00 X107.402 Z-0.939X107.402 Z0.5X100.872 Z0.5G01 X96.872 Z0.5X96.872 Z-2X100.637 Z-2X102.758 Z-0.939G00 X103.637 Z-0.939X103.637 Z0.5X97.107 Z0.5G01 X93.107 Z0.5X93.107 Z-2X96.872 Z-2X98.993 Z-0.939G00 X99.872 Z-0.939X99.872 Z0.5X93.342 Z0.5G01 X89.342 Z0.5X89.342 Z-2X91.463 Z-0.939G00 X92.342 Z-0.939X92.342 Z0.5G01 X89.342 Z0.5X85.577 Z0.5X85.691 Z0.065X86.235 Z-2X89.342 Z-2X93.107 Z-2X95.228 Z-0.939G00 X350 Z-0.939X350 Z25G97 S400 M03G00 X350 Z25X350 Z3.02X44.173 Z3.02X44.173 Z-7.141G01 X80.075 Z-3.38 200X83.238 Z-2.556G02 X83.7 Z-2.5 I0.231 K-0.444G01 X127.7 Z-2.5G02 X128.7 Z-3.015 I0 K-0.5G03 X128.698 Z-3.05 I11.495 K-0.336G01 X185.06 Z-5.875G00 X185.06 Z0.02X350 Z0.02X350 Z25T0303 ()G97 S400 M03G00 X80 Z40X80 Z-0.18X77.924 Z-0.18X77.924 Z-2.686G01 X77.4 Z-3.762 200X77.4 Z-50.1X75.42 Z-49.11G00 X75.42 Z-3.762X74.6 Z-3.762G01 X77.4 Z-3.762X79.9 Z-3.5X79.9 Z-3.521X79.9 Z-50.1X77.4 Z-50.1X75.7 Z-50.1X74.9 Z-50.1X72.92 Z-49.11G00 X72.92 Z-0.18X80 Z-0.18X80 Z40T0202 (Romboidal)G97 S400 M03G00 X80 Z40X80 Z-0.58X44.367 Z-0.58X44.367 Z-31.387G01 X81.3 Z-56.231 200X81.3 Z-4G02 X81.417 Z-3.859 I0.2 K0G01 X81.935 Z-3.6X111.537 Z46.863G00 X80 Z46.863X80 Z40

N0228 M30

Полученную программу оформляем в виде ОК (рисунок 8.74) с помощью САПР ТП Вертикаль.

 

8.4 Оформление технологической документации в САПР ТП «Вертикаль»

После расчета технологических размеров и расчета режимов резания необходимо оформить технологическую документацию. Автоматизировать этот процесс позволяет САПР ТП «Вертикаль».

Запускаем САПР ТП «Вертикаль» и в появившемся окне «Вход в систему» указываем группу пользователей - «технологи» и пароль в формате 11N, где N - номер компьютера. Затем после запуска программы в меню Создать выбираю ТП на деталь.

Открывается окно программы.

На панели слева нажимаем первую кнопку - Наименование детали.

Открывается «Универсальный технологический справочник» (УТС), в котором среди деталей ищем шестерня. Она отображается в окне слева. Выбрав ее, нажимаем кнопку Применить.

Для выбора материала на левой панели Справочники нажимаю кнопку Основной материал, выбираем Вид производства - механообработка, а для выбора типа производства - кнопку Тип производства, и из имеющихся списков выбираю необходимые значения.

Далее добавляю операции, входящие в проектируемый техпроцесс. Для этого в дереве построения нажимаю правой клавишей на ветке Шестерня, появится добавить операцию. В результате появляется окно, в котором выбираю операцию Обработка резанием, вид операции: специальная токарная и ее код 4118.

Далее добавляем станок, на котором производится данная операция. Для этого в дереве построения нажимаем правой кнопкой мыши на названии операции Специальная токарная. Появляется добавить станок. В появившемся окне выбираем станок токарный многошпиндельный вертикальный п/а 1К282.

После создания операции и выбора станка создаю ветвь перехода, входящего в эту операцию. Для чего, как и в предыдущих случаях, нажимаю правой клавишей мыши на операции, которую разбиваем по переходам и в контекстном меню выбираем раздел Добавить>Основной переход).

В открывшемся УТС формируем текст перехода, последовательно выбирая в дереве Расточить > внутренние поверхности > ,выдерживая размеры.

Добавление в переход режущего инструмента аналогично добавлению станка в операцию и происходит через контекстное меню. Выбираю режущий инструмент и аналогичным образом добавляю измерительный инструмент.

Этим шагом завершаем формирование первого перехода операции - токарной. В той же последовательности создаем остальные переходы.

Для более наглядного представления о выполняемых на конкретной операции размерах, качестве поверхностей, базировании детали и т.п. к операции может быть подключен готовый эскиз. Технологические эскизы для проектируемых операций создаем заранее в КОМПАС-3D V9. Для подключения эскиза переходим на вкладку Эскиз и нажимаем кнопку Открыть эскиз и в открывшемся окне проводника указать путь к файлу эскиза.

В результате выполненных действий технологический эскиз отображается в правой части окна.

По умолчанию САПР ТП «Вертикаль» оформляет комплект технологической документации, состоящий из титульного листа, маршрутной карты, операционной карты и карты эскизов. Чтобы добавить управляющую программу, необходимо перейти на вкладку Комплект карт и нажать кнопку Добавить. В открывшемся УТС выбираем тип карты - ККИ верт. (ГОСТ 3.1404-86 форма 5-5а).

После этого переходим на вкладку Атрибуты и в поле Файл программы ЧПУ указываем путь к файлу с УП.

Заключительный этап - оформление документации в виде МК, ОК, КЭ на основе сформированной структуры ТП. Для этого в меню Программы выбираем пункт Формирователь карт ВЕРТИКАЛЬ.

Открывается окно «Мастер формирования технологической документации», в котором выбираем необходимые опции и нажимаем кнопку Старт.

В результате формируется комплект документов.

Сформированный комплект технологической документации экспортируем в MS Excel. Для этого в меню Файл выбираем Экспорт > Microsoft Excel.

ВЫВОДЫ И ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

В настоящем дипломном проекте на тему: «Проектирование механообрабатывающего цеха для изготовления деталей ЯМЗ с подробной разработкой технологического процесса изготовления шестерни первой передачи и заднего хода, дет. 236-1701112». Был дан анализ существующего технологического процесса обработки шестерни и, на основании этого, внесено предложение по замене зубофрезерных станков модели 5 КЗ 2 на зубофрезерные полуавтоматы модели ВСБ12-1165, конструктивным отличием которых является шестипозиционное загрузочное устройство, применение которого позволяет сократить штучное время на обработку за счет того, что время на установку, снятие, закрепление деталей будет перекрываться машинным временем.

Применение зубофрезерных полуавтоматов ВСБ12-1165 позволило сократить парк станков и численность производственных рабочих.

Кроме этого, предлагается использовать при зубофрезеровании червячные фрезы с прогрессивной схемой резания, что обуславливает повышение стойкости инструмента на операции, снижает нагрузки резания и позволяет повысить производительность труда в 1,7...2 раза за счет того, что подача может быть увеличена в 1,5-2 раза по сравнению с подачами, допускаемыми нормальными фрезами. В дипломном проекте был произведен расчет размеров профиля калибрующего зуба фрезы.

Так же в дипломном проекте были приведены расчеты площадей, количества оборудования, численности рабочих и служащих цеха. Для нового технологического процесса обработки были рассчитаны режимы резания, межпереходные размеры и припуски.

В разделе «Охрана труда» приведен анализ технологического процесса с точки зрения безопасности работы, даны предложения по защите рабочих, обслуживающих оборудование, от вредных и опасных производственных факторов, приведен расчет одной из важнейших в осуществлении безопасности труда характеристики - освещения в цехе.

Полученный годовой экономический эффект от внедрения предложений составил 579008 руб./год, что подтверждает целесообразность нововведений.

Список использованных источников

1. Курсовое проектирование по технологии машиностроения: Методические указания для студентов специальности и направления «Профессиональное обучение» / Сост. С.И. Моднов. - Яросл. гос. техн. ун-т. - Ярославль. 1998. - 32 с.

. Дипломное проектирование по технологии машиностроения: Методические указания / Сост.: Л.А. Вахрин, О.Н. Калачев, А.А. Кулебякин, Ю.А. Легенкин, А.В. Оборин, В.А. Сенюков, А.В. Серов, В.Т. Синицын, С.О. Уткин, A.M. Шапошников / Под ред. В.К. Мясникова; Яросл. гос. техн. ун-т. - Ярославль, 2003. - 48 с.

. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т. 1/Под ред. А.Г. Касиловой и Р.К. Мещерякова. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1985. 656 с, ил.; Т. 2/Под ред. А.Г. Касиловой и Р.К. Мещерякова. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1986. 496 с, ил.

. Станочные приспособления: Справочник. - М.: Машиностроение, 1984, т. 1,2.

. Нефедов Н.А., Осипов К.А. Сборник задач и примеров по резанию металлов и режущему инструменту. - М.: Машиностроение, 1984. - 400 с.

. Шатин В.П. и Шатин Ю.В. Справочник конструктора-инструментальщика. - М.: Машиностроение, 1975. - 456 с.

. Технология конструкционных материалов (справочное пособие) / Сост. С.И. Моднов, Яросл. гос. техн. ун-т. - Ярославль, 2003 - 37 с.

. Допуски и посадки: Справочник в 2-ух ч. / В.Д. Мягков, М.А. Палей, А.В. Романов, В.А. Брагинский. - 6-е изд., перераб. и доп. - Л.: Машиностроение, 1982.

. Алексеев Г.А. и др. Конструирование инструмента: Учебник для машиностроительных техникумов / Г.А. Алексеев, В.А. Аршинов, P.M. Кричевская; Под общ. ред. Г.А. Алексеева. - М.: Машиностроение, 1979. -384 с, ил.

. Машины непрерывного транспорта: Учеб. пособие для вузов по специальности «Подъемно-транспортные машины и оборудование» / Р.Л. Зенков, И.И. Ивашков, Л.Н. Колобов. - М.: Машиностроение, 1980. - 304 с. ил.

. Филиппов Г.В. Режущий инструмент. - М.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1981. - 392 с, ил.

. Методические указания к выполнению организационно-экономической части дипломных проектов для студентов специальности 12.01 и 03.01.07 /Сост.: М.В. Терин; В.Д. Попов. - Ярославль: Изд-во Яросл. политехи, ин-та, 1992. - 32 с.

. Оценка экономических результатов проекта за расчетный период: Методические указания к выполнению экономической части дипломного проекта для студентов специальностей МТМ и ММП (Часть II), Яросл. гос. техн. ун-т - Ярославль, 1999 - 16 с. '

. Методические указания. Расчет искусственного освещения: А.А. Махнин. - Ярославль, 1984. - 32 с.

. Безопасность жизнедеятельности: Учебное пособие. / Под ред. Е.Л. Белороссова. 2-е издание, исправленное и дополненное - Ярославль: ЯОУЭЗ, 2004. - 404 с.