Разработка технологического процесса изготовления детали 'Корпус 1445-27.004'
Введение
В настоящее время в машиностроении и станкостроении происходит
перевооружение на базе сложной высокопроизводительной техники поставило задачу
подготовки высококвалифицированного персонала, участвующего в её создании,
освоении и эксплуатации. В указанных процессах принимают участие конструкторы,
технологи, программисты, наладчики, операторы, специалисты инструментальных и
ремонтных служб, организаторы производства.
Устойчивое развитие экономики во многом определяется уровнем технического
прогресса в машиностроении, которое создает условия для развития многих других
видов производства и отраслей промышленности. При этом важно как увеличение
выпуска машиностроительной продукции, так и повышение её качества. Указанный
рост осуществляется преимущественно за счет интенсификации производства на
основе широкого использования достижений науки и техники и применения
прогрессивных технологий.
Технология определяет состояние и развитие производства. От её уровня
зависит производительность труда, экономичность расходования материальных и
энергетических ресурсов, качество выпускаемой продукции и другие показатели.
Для восстановления производственных мощностей и дальнейшего ускоренного
развития машиностроительной промышленности, как основы всего народного хозяйства
страны требуется разработка новых технологических процессов, постоянное
совершенствование традиционных и поиск более эффективных методов обработки и
упрочнения деталей машин и сборки их в изделия.
В настоящее время чрезвычайно важное значение приобретают такие качества
производства, как его маневренность и мобильность, то есть способность в
короткие сроки переключаться с выпуска одних видов продукции на другие и при
необходимости резко наращивать объем производства определенных изделий. Эти
качества проявляются в готовности производства к быстрой реорганизации и
перестройке на освоение и выпуск требующейся рынку номенклатуры изделий.
При выборе заготовки для заданной детали назначают метод её получения,
определяют конфигурацию, размеры, допуски, припуски на обработку и формируют
технологические условия на изготовление.
Главным при выборе заготовки является обеспечения заданного качества
готовой детали при её минимальной себестоимости.
Припуск на обработку может быть назначен по соответствующим справочным
таблицам, ГОСТам или на основе расчетно-аналитического метода определения
припусков.
Расчетно-аналитический метод определения припусков на обработку,
разработанный профессором В. М. Кованом, базируется на анализе факторов,
влияющих на припуски предшествующего и выполняемого переходов технологического
процесса обработки поверхности. РАМОП предусматривает расчёт припусков по всем
последовательно выполняемым технологическим переходам обработки данной
поверхности детали, их суммирование для определения общего припуска на
обработку поверхности и расчет промежуточных размеров, определяющих положение
поверхности, и размеров заготовки.
Применение РАМОП сокращает в среднем отход стружки по сравнению с
табличными значениями, создает единую систему определения припусков на
обработку и размеров детали по технологическим переходам и заготовок,
способствует повышению технологической культуры производства.
Дипломный проект - это квалификационная работа, подводящая итоги учебы
студента в вузе, характеризующая уровень приобретенных им знаний и навыков,
необходимых для самостоятельной инженерной деятельности.
Темой данного дипломного проекта является разработка технологического
процесса изготовления детали «Корпус 1445-27.0004», которая является базовой
деталью газового крана в газовой кухонной плите, изготавливаемого на брестском
предприятии «Gefest».
Главной целью дипломного проекта является создание совершенного и
экономически эффективного технологического процесса механической обработки, с
использованием современного высокопроизводительного оборудования, режущего
инструмента и технологической оснастки, на основе существующего базового
технологического процесса, применяемого на производстве
В данном дипломном проекте будут рассмотрены следующие вопросы:
определение типа производства;
анализ конструкции и технологичности детали;
выбор заготовки;
выбор схем базирования и методов обработки поверхностей;
выбор оборудования;
расчет и назначение припусков;
расчет режимов резания и нормирование операций;
расчет и проектирование технологического оснащения производства и т.д.
Помимо этого, дипломный проект включает в себя необходимый минимум
графического материала по рассмотренным вопросам, документацию к чертежам и сам
технологический процесс.
1. Разработка технологического процесса изготовления
детали
.1 Служебное назначение и конструкция детали
Деталь «Корпус 1445-27.004» является составным элементом, входящим в
сборочный узел - кран газовый, служащий для регулировки расхода газа в газовой
плите. Корпус является несущей деталью, куда устанавливаются остальные детали
сборочного узла. Сам корпус крепиться непосредственно к газовой трубе. С
обратной стороны к корпусу присоединяется полукольцо, охватывающее трубу.
В корпус по конической посадочной поверхности Ø10,36+0,03
с углом конуса 9º32’±30”
устанавливается
регулировочная пробка, сопряженная со стержнем. Стержень с пружиной
устанавливается во фланец, который в свою очередь устанавливается по отверстию Ø15,5+0,1
и прилегающему торцу в
рассматриваемый корпус крана и крепится двумя винтами по 2 резьбовым отверстиям
М4-6Н. В резьбовое отверстие М7×0,75-6Н с центрированием по конической
поверхности Ø9,5±0,1 с углом конуса 95º±20’ устанавливается винт, регулирующий
расход газа при минимальном пламени. Для предотвращения утечки газа в это
отверстие по поверхности Ø5,8-0,1 устанавливается уплотнительное
кольцо. В отверстие Ø10,6±0,05 устанавливается штуцер шланга подачи
газа к горелке и фиксируется накидным креплением на 2 штыря Ø3.
Для герметизации в
отверстие устанавливается прокладка. Корпус крана стыкуется с корпусом
газораспределителя по 2 резьбовым отверстиям М4-6Н и прилегающему торцу двух
лап. В кольцевое понижение Ø11,5±0,1 по поверхности Ø6+0,1
устанавливается
прокладка, обеспечивающая герметичность соединения.
В зависимости от исполнения кран газовый работает при номинальных
избыточных давлениях газа 1300, 2000, 3000 Па. Регулировка расхода
осуществляется поворотом стержня против часовой стрелки на угол до 160°.
Максимальное пламя будет при положении 90°. При повороте стержень смещается вдоль
своей оси на 1мм. Стержень сопряжён с пробкой, которая является регулятором
расхода. В пробке имеется канал. При повороте стержня отверстия пробки и
корпуса перекрываются в разной степени, благодаря чему происходит регулирование
расхода. В исходном положении стержень удерживается пружиной.
В соответствии с вышесказанным основной конструкторской базой является
полукруглая поверхность между нижними лапками и нижняя поверхность двух лап.
Вспомогательными конструкторскими базами являются коническая поверхность Ø10,36+0,03
с углом конуса 9º32’±30”,
поверхность Ø15,5+0,1
и прилегающий внешний
торец, боковые поверхности резьбы М4-6Н (для крепления фланца), поверхность
отверстия Ø10,6±0,05 с прилегающим внутренним и внешним торцами, боковая
поверхность резьбы М7×0,75-6Н и коническая поверхность Ø9,5±0,1
с углом конуса 95º±20’,
поверхность Ø5,8-0,1,
поверхность Ø6+0,1
с прилегающим внутренним
торцом.
Исполнительные поверхности - отверстия газовых каналов, коническая
поверхность Ø10,36+0,03 с углом конуса 9º32’±30”, боковая поверхность резьбы М7×0,75-6Н. Остальные поверхности являются
свободными.
В процессе работы корпус не испытывает каких-либо значительных
динамических или статических нагрузок (кроме избыточного давления газа, которое
невелико), поэтому для его изготовления не требуется использование материала с
высокими прочностными характеристиками. Однако корпус эксплуатируется в
агрессивной среде газово-воздушной смеси, поэтому на первый план выходит
требование к коррозионной стойкости материала. Исходя из этого, можно сделать
вывод о том, что применяемый для изготовления материал детали - латунь марки
ЛС59-1 по своим характеристикам соответствует эксплуатационным требованиям,
предъявляемым к изделию. Этот корозионностойкий материал широко применяется для
изготовления деталей любой сложности, работающих без существенных динамических
и статических нагрузок во всех отраслях машиностроения.
Таблица 1.1 - Химический состав ЛС59-1 по ГОСТ 15527-70
|
Массовая доля элементов, %
|
|
Bi
|
Fe
|
Cu
|
Sn
|
Pb
|
Sb
|
P
|
Zn
|
Прочих
|
|
0…0,003
|
0…0,5
|
57-60
|
0…0,3
|
0,8…1,9
|
0…0,01
|
0…0,02
|
36,51
|
0…0,75
|
Таблица 1.2 - Механические свойства латуни ЛС 59-1 по ГОСТ 15527-70
|
Предел прочности при
разрыве (деформированный/отожжённый) σв ,МПа
|
Предел текучести
(деформированный/отожжённый) σт, МПа
|
Относительное сужение
(деформированный/отожжённый), %
|
Твердость по Бриннелю
(деформированный/отожжённый) HB, МПА
|
Плотность, кг/куб.м
|
|
650/350
|
410/140
|
5/45
|
160/80
|
8500
|
1.2 Анализ технических условий
изготовления детали
Исходя из назначения и условий, работы детали наиболее важными и
ответственными поверхностями являются поверхности основных и вспомогательных
конструкторских баз (перечисленных в пункте 1.1).
Допуск на угловой размер конического отверстия Ø10,36+0,03
с углом конуса 9º32’±30”
соответствует 5 степени
точности, параметр шерохотоватости поверхности составляет Ra 0,8. Соблюдение данных чертежных
требований в совокупности с выдерживанием допусков круглости и прямолинейности
образующих (равны 8 мкм и 5 мкм, что соответствует 7 и 6 степени точности формы
отверстия) необходимо для точного и герметичного сопряжения данной поверхности
с пробкой, а следовательно для обеспечения выполнения главной функции крана -
регулировки расхода газа при недопущении его утечки.
Точность диаметра посадочной поверхности Ø10,6±0,05
соответствует 10
квалитету. Выдерживание этого требования к точности вместе с обеспечением
параметра шероховатости Ra 2,5
обеспечит соединение без значительных зазоров и перекосов со штуцером шланга
подачи газа (и герметичность при уплотнении по торцам соединения), а также
надежную посадку уплотняющего кольца (обеспечивает уплотнение по внутреннему
торцу).
Резьба М7×0,75-6Н выполнена с мелким шагом для
обеспечения более точной регулировки расхода газа при минимальном пламени и
обеспечения лучшей герметичности. Герметичность посадки регулировочного винта
также обеспечивается достаточно точным коническим соединением (точность
конического пояска в отверстии детали соответствует 13 степени точности
конусов) и прокладкой, установленной по поверхности Ø5,8-0,1.
Для надежного уплотнения
(поджатия) по торцу регулировочного винта необходимо выдержать осевой размер от
торца бобышки до торца по которому устанавливается прокладка 8,3±0,1
(соответствует 12 квалитету).
Для надежной и плотной посадки прокладки и патрубка газораспределителя
необходимо обеспечить точность исполнения поверхности Ø6+0,1
(точность соответствует
11 квалитету).
Посадочная поверхность Ø15,5+0,1 должна быть выполнена с требуемой
точностью (10 квалитет размерной точности) для правильной ориентации фланца при
сборке относительно корпуса газового крана и обеспечения свободного поворота
стержня с пробкой относительно корпуса без заеданий.
Межцентровые расстояния 23±0,1 и 24±0,1 должны быть выдержаны с требуемой
точностью для обеспечения совмещения крепежных отверстий: в первом случае
фланца и корпуса крана, во втором случае корпуса крана и корпуса
газораспределителя.
1.3 Анализ технологичности конструкции детали
Произведем анализ конструкции детали с точки зрения возможности
использования рациональных методов получения заготовки.
Так как материал детали ЛС59-1 относится к группе латуней обрабатываемых
давлением и имеет высокую пластичность и хорошую обрабатываемость резанием за
счет пониженного содержание цинка (содержание цинка до 39% соответствует α-фазе твердого раствора цинка в меди,
что придает сплаву повышенную пластичность) и добавления свинца (улучшает
податливость латуни механической обработке и прессованию), то рассмотрим
вариант получения заготовки в виде поковки, выделив при этом следующие особенности:
материал заготовки (латунь ЛС59-1) имеет хорошую пластичность и как
следствие хорошо поддается обработке давлением в нагретом состоянии;
вследствие «наклепа» материала при штамповке прочность изделия
увеличивается в 1,4-1,6 раза, что благоприятно сказывается на его
эксплуатационных характеристиках;
сложная геометрическая форма детали обуславливает сложность изготовления
внутренних полостей полуформ штампа, однако имеется возможность использовать
форму с простой плоскостью разъема;
невозможность получения внутренних полостей и отверстий в заготовке при
данном методе получения заготовки, невозможность полностью проштамповать
сферическую поверхность, вынуждает оставлять перемычку (кузнечный напуск) под
дальнейшую механическую обработку;
миниатюрность детали (а, следовательно, и заготовки) не требует для
выполнения штамповки использования мощного и дорогостоящего оборудования,
имеется возможность получения нескольких заготовок за один удар штампа при
использовании многоручьевого штампа, имеется возможность автоматизации подачи
прутка и процесса штамповки;
образование других элементов заготовки не вызывает трудностей.
В целом конструкции детали, с точки зрения получения заготовки
штамповкой, можно дать хорошую оценку. Заготовка получается, по форме и
размерам, приближенной к готовой детали, что снижает стоимость механической
обработки.
При использовании материала-заменителя литейной латуни ЛЦ40Сд возможно
получение заготовки литьем под давлением. Отметим следующие особенности
получения заготовки таким способом:
материл, литейная латунь ЛЦ40Сд, обладает хорошей жидкотекучестью,
относительно небольшой усадкой 2,2% и широко используется в промышленности для
литья деталей газовой, санитарной, гидравлической и пневматической аппаратуры;
получение сквозное центрального отверстия в отливке не представляется
возможным, так как минимальный диаметр получаемого отверстия для медных сплавов
при литье под давлением 5 мм при длине, не превышающей 4d;
имеется возможность получения глухих «наметок» центрального отверстия
глубиной до 3d и глухой «наметки» под резьбовое
отверстие М7×0,75-6Н [1], что позволит уменьшить массу заготовки и ее стоимость;
имеется возможность полностью пролить сферическую поверхность (в отличие
от штамповки), что также снизит массу и стоимость заготовки;
сложная геометрическая форма детали и использование боковых подвижных
стержней (для образования глухих отверстий) обуславливает сложность
изготовления внутренних полостей полуформ и сложную форму плоскости разъема;
образование других элементов заготовки не вызывает трудностей.
В целом конструкции детали, с точки зрения получения заготовки литьем под
давлением, можно дать хорошую оценку. Заготовка получается, по форме и
размерам, приближенной к готовой детали, что снижает стоимость механической
обработки.
Произведем анализ технологичности конструкции с точки зрения механической
обработки. При этом отметим следующие факторы:
обрабатываемость материалов ЛС59-1 и ЛЦ40Сд резанием после
низкотемпературного отпуска (необходимо для снятия внутренних напряжений, что
значительно повышает коррозионную стойкость латуни) хорошая, коэффициент
обрабатываемости инструментом из быстрорежущей стали 1,6 и 1,4 соответственно,
инструментом из твердого сплава - 1,8;
при обработке как латуни ЛС59-1, так и латуни ЛЦ40Сд, из-за повышенного
содержания свинца, не образуется сливной стружки, что благоприятно сказывается
на условиях в зоне резания и позволяет получить ровную без заусенцев
обработанную поверхность;
у детали отсутствуют удобные для базирования поверхности (кроме нижней
плоскости лап), наружные поверхности детали не обрабатываются, поэтому
пользоваться ими для базирования в каждом координатном направлении допускается
только однократно;
довольно сложная геометрическая форма детали вынуждает использовать для
базирования специальные приспособления;
затруднен допуск инструмента для обработки внутренней выборки Ø9,5±0,2
(обработку данной
поверхности придется выполнять осевым инструментом меньшего диаметра по
контуру), проблемы с допуском инструмента к другим обрабатываемым поверхностям
отсутствуют;
у детали присутствует сложная обрабатываемая ступенчатая внутренняя
поверхность (состоящая из конических и цилиндрических поверхностей разных
диаметров) и криволинейная сферическая поверхность с кольцевой выборкой, что
затрудняет обработку и требует использования широкой номенклатуры стандартного
и специального осевого инструмента (применение резцов из-за малых размером
отверстий невозможно);
обработка осевым инструментом (сверла, развертки, метчики) малого
диаметра, имеющим малую жесткость, вынуждает снижать рабочую подачу инструмента
во избежание его поломки;
наличие взаимно пересекающихся отверстий снижает технологичность, так как
заставляет снижать рабочие подачи сверл для предотвращения «подрыва»
инструмента и его поломки при выходе в полость другого отверстия;
для контроля точности исполнения конического посадочного отверстия под
пробку необходимо применять точные средства измерения, контроль точности
выдерживания остальных размеров не требует применения средств измерения высокой
точности (точность линейных размеров не выше 10 квалитета);
наличие на чертеже жестких требований к точности формы конического
отверстия требует применения дорогих и точных измерительных приспособлений для
их контроля;
при обработке 4-х резьбовых отверстий М4-6Н в лапах детали выдерживаются
одинаковые размеры, что сокращает номенклатуру используемого инструмента;
места сопряжения поверхностей расположенных под прямым углом и места
пересечения отверстий являются концентраторами внутренних напряжений,
термообработка для готового изделия из латуни С59-1 не требуется;
обработку посадочного конического отверстия необходимо производить на
станке высокой точности высокоточным инструментом, остальные поверхности детали
можно обработать на станках нормальной и повышенной точности;
в конструкции детали присутствуют элементы, обрабатываемые осевым
инструментом «в глухую» (кольцевая выборка Ø11,5±0,1 и внутреннее отверстие 2,5±0,1 для
подачи газа), что снижает технологичность детали, так как эти элементы требуют
четкого выдерживания осевого размера, а при их обработке затрудняется отвод
стружки.
На чертеже указано необходимое минимальное количество размеров для
определения положения всех поверхностей детали. Замкнутые размерные цепи
отсутствуют.
На основании вышеперечисленного делаем вывод об удовлетворительной
технологичности конструкции детали с точки зрения ее механической обработки.
.4 Определение типа производства предварительно
(по таблицам)
Годовой объём выпуска деталей «Корпус 1445-27.004» равен 250000 шт.
Используя массу как меру трудоемкости изготовления детали, по годовому объёму
выпуска и ее массе определим предварительно тип производства.
Масса детали - 0,051 кг.
Годовой выпуск - 500000 шт.
Тип производства - массовый.
В дальнейшем тип производства будет уточнен по коэффициенту закрепления
операций.
1.5 Анализ базового варианта технологического
процесса
В базовом варианте технологического процесса в качестве заготовки
использовалась поковка, полученная штамповкой на кривошипном горячештамповочном
прессе (КГШП). Выбор наиболее рационального способа получения заготовки для
детали «Корпус 1445-27.004» будет произведен далее, на основе сравнения
себестоимости и коэффициента использования материала (КИМ), при обеспечении
требуемой производительности.
Вся механическая обработка заготовки производится на одном
многофункциональном станке агрегатного типа «Микрон 50-012» за одну установку,
поэтому принцип постоянства баз соблюдается при выдерживании всех размеров.
Базирование производится по необработанным поверхностям (черновым базам) но
только один раз в каждом из координатных направлений, что допустимо. Установка
по черновым базам отрицательно влияет на точность расположения внутренних
обработанных поверхностей относительно наружных необработанных поверхностей,
однако к этим размерам, согласно требованиям чертежа не предъявляется
каких-либо повышенных требований по точности исполнения. При этом обработка
всех поверхностей за одну установку позволяет достигнуть высокой точности
взаимного расположения внутренних поверхностей, являющихся конструкторскими
базами, что крайне важно. Это связано с тем, что на точность размеров не будет
влиять погрешность базирования и закрепления. Влияние будет оказывать только
погрешность индексации подвижного стола агрегатного станка. Подробный анализ
установки заготовки в приспособление станка будет проведен в дальнейшем при
разработке схем технологического базирования.
Применение многоцелевого станка агрегатного типа «Микрон 50-012» с
автоматизацией процессов загрузки и разгрузки в проектируемом технологическом
процессе оправдано, так как данный станок обладает важнейшей характеристикой,
необходимой для массового типа производства (выбран предварительно) - высокой
производительностью. Полный процесс обработки детали на одном станке позволяет минимизировать
занимаемую площадь цеха, сократить затраты энергоносителей, что в совокупности
снижает себестоимость производимой продукции.
Имеется возможность совместить обработку ступенчатого отверстия на
позиции 6 с обработкой отверстия Ø3-0,1 на позиции 7 за счет использования
более сложного ступенчатого перового сверла, выполняя при этом на той же
позиции обработку двух отверстий Ø3,3+0,1 в лапах. Таким образом, имеется
возможность сократить количество рабочих позиций (используемых силовых
головок), что сократит расход электроэнергии.
Лимитирующим по времени обработки, а, значит, определяющим такт
производства деталей, является переход по окончательному развертыванию
конического отверстия. В качестве инструмента используется однолезвийная
развертка MAPAL с заборной частью первого типа, при
этом скорость резания составляет 43 м/мин, а подача 0,102 мм/об. Используя
аналогичную развертку с заборной частью третьего типа с внутренним подводом СОЖ
при обработке латуней с сыпучей стружкой, имеется возможность увеличить
скорость резания до 60…80 м/мин, а подачу до 0,2…0,3 мм/об [1]. Таким образом,
можно сократить время лимитирующего перехода и сократить трудоемкость
изготовления детали.
Применение специального режущего инструмента (ступенчатых перовых сверл,
фасонной фрезы и специальных резцов) оправдано для всех переходов, так как
использование данных инструментов сокращает время обработки, что является
определяющим фактором для массового производства. В отдельных случаях, без
применения специальных инструментов невозможно обработать определенные
поверхности детали (сферическая поверхность R8,8; внутренняя выточка Ø9,5).
Результаты анализа сведем в таблицу 3.
Таблица 1.3 - Результаты анализа базового техпроцесса
|
№
|
Наименование операции,
содержание
|
Оборудо- вание
|
Приспособле-ние
|
Режущий инструмент
|
Измерительный инструмент
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
|
001
|
Транспортная.
Транспортировать заготовки к станкам «Микрон» +
|
Электропогруз-чик ЕВ-676
+
|
-
|
-
|
-
|
|
005
|
Автоматная. 1.
Автоматически произвести загрузку заготовок в приспособление. 2. Сверлить
отв. и торцевать пов-ть в р-ры Ø15,3+0,1; 2,5+0,2; фрезеровать пов-ть в р-ры R8,8±0,1;
1±0,1. + 3.Сверлить отв. в р-ры Ø6±0,2;Ø8,15+0,1;
Ø10,6±0,05; 6,5±0,1; 13±0,2; 0,3×45º; 0,5×45º + 4. Сверлить два отверстия в р-ры Ø3,3+0,1;
90º±20’; Ø5±0,1; 24±0,1. +
5. Прорезать паз в размеры Ø9,5±0,2; 2,5±0,2; 18,5±0,2. + Фрезеровать пов-ть и сверлить отв-е в р-ры Ø5±0,1;
Ø6+0,1; Ø11,5±0,1; 5-0,3; 16; 1,5-0,3 + 6. Сверлить отв. в р-р Ø5,8-0,1;
Ø6+0,1; Ø9,5±0,1; 95º±20’; 8,3±0,1 - 7. Сверлить отв. в р-р Ø3-0,1 - Сверлить 2 отв. в р-р Ø3,3+0,1;
Ø5±0,1; 90º±20’; 23±0,1 +
8. Сверлить отв. в р-р Ø2,5±0,1;
38º±30’; 1±0,1; 16,3±0,2 +
Сверлить отв. в р-р 17±0,2; Ø3,9-0,1; Ø5±0,1 + 9. Нарезать резьбу в р-р М7×0,75-6Н; 6±0,5 + 10. Нарезать резьбу в р-р М4-6Н + Нарезать
резьбу в р-р М4-6Н + 11. Расточить и предварительно развернуть отв. в р-р Ø10,3;
Ø15,5+0,1; 9º32’; 19±0,2 +
12. Окончательно развернуть отв. в р-р Ø10,36+0,03; 9º32’±30”;
19±0,2 + 1. Автоматическая разгрузка
гот. Деталей
|
Многоцелевой станок Микрон
50-012 +
|
Специальное поворотное
приспособл. +
|
Сверло перовое 2159-4211,
резец спец. 2159-4210, фреза 2159-4179, фреза 2159-4218 + Сверло перовое
2159-4206 + Сверло перовое 2159-4209 + Резец прорезной 2159-4213 + Сверло
корончатое 2159-4182 СБ, сверло перовое 2159-4212 + Сверло фасонное 2159-4199
- Сверло перовое 2159-4200 - Сверло перовое 2159-4209 + Сверло 2300-6924 ГОСТ
886-77 + Сверло перовое 2159-4215 + Метчик 2621-2717 ГОСТ 3266-81 +
Метчик 2620-1089 ГОСТ 3266-81 + Метчик 2620-1089 ГОСТ 3266-81 + Резец
2159-4207, развертка 2159-4201 + Развертка MAPAL -
|
Штангенциркуль ШЦ-I-125-0,1
ГОСТ 166-89, глубиномер «Ge 04» + Калибр-пробка 8450-4400-01; калибр-пробка
8450-440600; глубиномер «Ge 14-1»; глубиномер «Ge 13-1» +
Штангенциркуль ШЦ-I-125-0,1 ГОСТ 166-89 + Нутромер 8450-44,
штангенциркуль ШЦ-I-125-0,1 ГОСТ 166-89 + Калибр-пробка 8450-4400-03;
штангенциркуль ШЦ-I-125-0,1 ГОСТ 166-89; глубиномер «Ge
04»; калибр-пробка ТОК 8.165.00; калибр-пробка 8450-4407 + Калибр-пробка
8450-4400-02; штангенциркуль ШЦ-I-125-0,1 ГОСТ 166-89;
глубиномер «Ge 07». + Калибр-пробка 8450-4400-05 + Штангенциркуль
ШЦ-I-125-0,1 ГОСТ 166-89 + Калибр-пробка 8450-4400-06 +
Калибр-пробка 8450-4400-04, штангенциркуль ШЦ-I-125-0,1 ГОСТ
166-89 + Пробка 8221-3034 6Н ГОСТ 17758-72 + Пробка 8221-3023 6Н ГОСТ
17758-72 + Пробка 8221-3023 6Н ГОСТ 17758-72 + Калибр-пробка 8450-440600-02
+ Пневмоприбор АТ-502, Трехкоординат. измерит. машина UMM-500
+
|
|
015
|
Зачистная. Очистить детали
в центрифуге. +
|
Центри-фуга Н-500Н +
|
-
|
-
|
-
|
|
020
|
Моечная. Промыть детали
моющим р-ром. Просушить детали. +
|
Машина моечная +
|
-
|
-
|
-
|
|
030
|
Контрольная. Контролировать
готовые детали, согласно карте контроля. +
|
Стол конт-рольный +
|
-
|
-
|
-
|
1.6 Выбор метода получения
заготовки
Выбор методов получения исходной заготовки оказывает большое значение на
решение задачи экономии металла. При выборе методов получения исходных
заготовок следует учитывать потери металла связанные с этими методами, так как
от этого зависит стоимость заготовки и коэффициент использования материала
(КИМ).
Заготовкой для получения детали в базовом варианте является поковка,
получаемая штамповкой в открытом штампе на механическом кривошипном
горячештамповочном прессе с автоматизированным процессом разогрева, загрузки
прутка и штамповки. Этот метод получения заготовки имеет высокую
производительность и используется в серийном и массовом производстве. Он сможет
обеспечить требуемую годовую программу выпуска. Точность линейных размеров
поковки из медных сплавов (латуни), полученной горячей штамповкой на прессах,
соответствует примерно 14-15 квалитету точности. При анализе технологичности
детали с точки зрения получения заготовки было выявлено, что экономически целесообразно
предложить другой способ получения заготовки - литье под давлением. Данный
способ получения заготовки обеспечит более высокий КИМ за счет возможности
получения в заготовке глухих «наметок» под центральное отверстие и резьбовое
отверстие М7×0,75-6Н, а также возможности полного формирования цилиндрической
поверхности у заготовки, что снизит массу и стоимость заготовки. Точность
размеров элементов отливок из цветных сплавов, полученных литьем под давлением
соответствует приблизительно 13-14 квалитету размерной точности по СТ СЭВ
144-75 и параметр шероховатости поверхности Rа 5,0.
Рассмотрим экономический эффект, вызванный заменой способа получения
заготовки. Для этого сравним стоимость базового варианта заготовки, полученной
штамповкой со стоимостью заготовки, полученной литьем под давлением.
Стоимость заготовки, получаемой штамповкой на КГШП можно определить по
следующей формуле:
(1.1)
где
- базовая стоимость 1 тонны поковок, млн. руб. (по
ценам 2007 г.);
- масса
поковки, кг;
-
коэффициенты, зависящие от класса точности, сложности, массы и объёма
производства заготовок [3];
=0,051 -
масса готовой детали, кг;
= 0,96 -
цена 1т отходов латуни, млн. руб. [3].
Рассчитаем
коэффициент использования материала (КИМ):
(1.2)
Таблица 1.4 - Параметры точности отливки по ГОСТ 26645-85
|
№ п/п
|
Параметры точности отливки
|
Класс, степень, ряд.
|
|
1
|
Класс размерной точности
отливки
|
5
|
|
2
|
Степень коробления отливки
|
4
|
|
3
|
Степень точности
поверхностей отливки
|
5
|
|
4
|
Шероховатость поверхности
отливки, Rа
|
5
|
|
5
|
Класс точности массы
отливки
|
5
|
|
6
|
Ряд припусков на обработку
отливки
|
2
|
Таблица 1.5 - Припуски на механическую обработку заготовки по ГОСТ
26645-85
|
Размер обрабатываемой
поверхности, мм
|
Ø10,36
|
Ø10,6
|
Ø8,15
|
Ø5,8
|
24±0,2
|
5; 4
|
R8,8±0,1
|
Ø6+0,1
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
|
1. Допуски размеров
элементов отливки, мм
|
0,36
|
0,36
|
0,32
|
0,28
|
0,4
|
0,28
|
0,32
|
0,32
|
|
2. Допуски формы и расположения
элементов отливки, мм
|
0,24
|
0,24
|
0,24
|
0,24
|
0,24
|
0,24
|
0,24
|
0,24
|
|
3.Допуск массы отливки, %
|
6,4
|
|
4. Общий допуск элементов
отливки, мм
|
0,5
|
0,5
|
0,44
|
0,44
|
0,5
|
0,44
|
0,44
|
0,44
|
|
5. Допуск размеров
элементов детали, мм
|
0,03
|
0,1
|
0,1
|
0,1
|
0,4
|
0,3
|
0,2
|
0,1
|
|
6. Вид окончательной
обработки.
|
чист.
|
п/чист.
|
п/чист.
|
п/чист
|
черн
|
черн
|
черн
|
п/чист.
|
|
7. Общий припуск на сторону
элементов отливки, мм
|
0,6
|
0,5
|
0,4
|
0,4
|
0,5
|
1,0
|
1,0
|
0,4
|
|
8.Размер элемента отливки,
мм
|
Ø9,1±0,18
|
Ø9,6±0,18
|
Ø7,3±0,16
|
Ø5±0,14
|
24,5±0,2
|
6±0,14; 5±0,14
|
R7,8±0,16
|
Ø6,8±0,16
|
При литье под давлением внутренние полости полуформ изготавливаем
максимально приближенной к конфигурации детали, глухие «наметки» под
центральное отверстие получаем с помощью подвижных стержней. На поверхности
перпендикулярные плоскости разъема формы назначаем литейные уклоны 1…1,5º
(для литья под давлением
[1]). Определим стоимость заготовки, получаемой литьем под давлением.
Для определения массы заготовки воспользуемся следующим алгоритмом
действий. Определим массу припуска, снимаемого с внешних обрабатываемых
поверхностей заготовки (без учета припуска снимаемого при обработке внутренних
поверхностей) в базовом варианте заготовки и в проектируемом варианте. После
этого определим объем глухих «наметок» под отверстия в отливке. Затем от массы
базового варианта заготовки отнимем разность масс снимаемых припусков и массу
глухих отверстий.
Определим объем припуска, снимаемого при обработке базового варианта
заготовки.
Объем припуска, снимаемого с торцевой поверхности Ø17,5
с учетом ушек:
где
S = 338 - площадь соответствующего криволинейного
участка, рассчитанная в программе «Компас-3D V8»,
мм2;
z1 = 2,5 -
величина припуска, мм.
Объем
припуска, снимаемого с торцовой поверхности Ø13:
где
d1 = 13 - диаметр наружного цилиндра, мм;
z2 = 2,5 -
величина припуска, мм.
Объем
припуска, снимаемого с поверхности лап:
где
S = 134 - суммарная площадь поверхности лап,
рассчитанная в программе «Компас-3D V8»,
мм2;
z3 = 2,5 -
величина припуска, мм.
Объем
припуска снимаемого при обработке сферической поверхности:
где
а = 19,5 - суммарная длина обрабатываемой дуги, мм;
b = 15 - длина
сферической поверхности, мм;
z4 = 2,0 -
величина припуска, мм.
Объем
припуска снимаемого при обработке поверхности Ø6+0,1:
где
d2 = 6 - диаметр обрабатываемой поверхности, мм;
z5 = 1 -
величина припуска, мм;
l = 4 - длина
обрабатываемой поверхности, мм.
Объем
суммарного припуска снимаемого с наружных поверхностей при обработке базового
варианта заготовки:
Vб = V1+ V2+ V3+ V4+ V5
б
= 845 + 332 + 335 + 586+71 = 2169 мм3 ≈ 2,17 см3
Тогда
масса снимаемого припуска снимаемого с наружных поверхностей при обработке
базового варианта заготовки:
Qпр.б. = V × ρ,
где
ρ
= 8,5 - плотность латуни, г/см3;
Qпр.б. = 2,17 × 8,5 =
18,5 г.
Определим
объем припуска, снимаемого при обработке проектируемого варианта заготовки.
Объем
припуска, снимаемого с торцевой поверхности Ø17,5 с учетом ушек:
где
S = 338 - площадь соответствующего криволинейного
участка, рассчитанная в программе «Компас-3D V8»,
мм2;
z1 = 1,0 -
величина припуска, мм.
Объем
припуска, снимаемого с торцовой поверхности Ø13:
где
d1 = 13 - диаметр наружного цилиндра, мм;
z2 = 0,5 -
величина припуска, мм.
Объем
припуска, снимаемого с поверхности лап:
где
S = 134 - суммарная площадь поверхности лап,
рассчитанная в программе «Компас-3D V8»,
мм2;
z3 = 1,0 -
величина припуска, мм.
Объем
припуска снимаемого при обработке сферической поверхности:
где
а = 19,5 - суммарная длина обрабатываемой дуги, мм;
b = 15 - длина
сферической поверхности, мм;
z4 = 1,0 -
величина припуска, мм.
Объем
припуска снимаемого при обработке поверхности Ø6+0,1:
где
d2 = 6 - диаметр обрабатываемой поверхности, мм;
z5 = 0,4 -
величина припуска, мм;
l = 4 - длина
обрабатываемой поверхности, мм.
Объем
суммарного припуска снимаемого с наружных поверхностей при обработке
проектируемого варианта заготовки:
Vп = V1+ V2+ V3+ V4+ V5
Тогда
масса снимаемого припуска снимаемого с наружных поверхностей при обработке
проектируемого варианта заготовки:
Qпр.п. = V × ρ
где
ρ
= 8,5 - плотность латуни, г/см3.
Qпр.п. = 0,87 × 8,5 =
7,4 г.
Рассчитаем
объем глухих отверстий получаемых с помощью подвижных стержней. Объем глухих
«наметок» под центральное отверстие, рассчитанный в программе «Компас-3D V8»:
Общий
объем глухих отверстий:
отв
= V6+ V7+ V8
отв
= 536+605+228 = 1369 мм3 ≈ 1,37 см3
Масса
материала, занимающего объем глухих отверстий:
Qотв. = 1,37 × 8,5 =
11,6 г.
Разность
масс припусков, снимаемых с наружных поверхностей базового и проектируемого
варианта заготовки:
ΔQпр. = Qпр.б.
- Qпр.п.
ΔQпр. = 18,5 -
7,4 = 11,1 г
Тогда
масса проектируемого варианта заготовки (за вычетом массы материала занимающего
объем глухих отверстий):
Qпр = Qб - ΔQпр- Qотв.
= 0,084 - 0,0111- 0,0116 = 0,0613 ≈ 0,061 кг
Определим стоимость проектируемого варианта заготовки:
где
- базовая стоимость 1 тонны отливок, млн. руб;
- масса
отливки, кг;
-
коэффициенты, зависящие от класса точности, сложности, массы и объёма
производства заготовок [3];
=0,051 -
масса готовой детали, кг;
= 0,96 -
цена 1т отходов латуни, млн. руб. [3].
Коэффициент
использования материала (КИМ) для нового варианта заготовки:
Сравнивая
два вышеприведенных варианта заготовки по стоимости и коэффициенту
использования материала (Sзаг1>Sзаг2, КИМ1<КИМ2) можно
сделать вывод, что более рациональным является вариант заготовки, получаемой
литьем под давлением.
1.7 Выбор методов обработки
Произведем выбор методов обработки поверхностей детали «Корпус
1445-27.004». Обоснование выбора приведем для наиболее ответственных
поверхностей. При выборе методов будем стремиться к тому, чтобы одним и тем же
методом обрабатывать по возможности большее количество поверхностей заготовки.
Так как у детали обрабатываются в основном внутренние цилиндрические
поверхности малого диаметра, то практически всю обработку можно выполнить
осевым инструментом (сверлами, развертками). Окончательную точность конической
посадочной поверхности можно обеспечить чистовым развертыванием. Точность
диаметров практически всех остальных отверстий невелика (11-12 квалитет) и их
можно получить сверлением. Исходя из предварительно определенного массового
типа производства и анализа базового варианта ТП, сверление ступенчатых
отверстий детали, для увеличения производительности, будем осуществлять
специальными ступенчатыми сверлами. Такое сверло проще изготовить перовым, к
тому же перовые сверло может работать на более высоких режимах резания, чем
спиральное, и обеспечивает лучшую точность. Кольцевой паз будем получать
специальным корончатым сверлом. Цилиндрическую поверхность R8,8±0,1 можно обработать, используя
специальные фасонные фрезы.
Обоснование выбора методов обработки будем производить на основе
требуемых величин уточнения Ку, рассчитанных по допускам линейных размеров или
допускам формы и расположения соответствующих поверхностей (в зависимости от
того какой из точностных параметров для данной поверхности является
лимитирующим).
При выборе методов обработки будем пользоваться справочными таблицами
экономической точности обработки [1], в которых содержатся сведения о
технических возможностях различных методов обработки.
Выберем методы обработки конической посадочной поверхности Ø10,36+0,03
с углом конуса 9º32’±30” (IT8, лимитирующей величиной для количества переходов наряду с
диаметральной точностью является величина допусков формы в поперечном и
продольном сечении равная 0,008 мм и 0,005 мм соответственно, что соответствует
7 и 6 степени точности формы и расположения поверхностей и величина
шероховатости Ra 0,8; точность отверстия в заготовке
- 14 квалитет, 15 степень точности формы):
рассверливание перовым сверлом (IT11, 11 степень точности, Rа
3,2);
развертывание предварительное конической разверткой (IT9, 8 степень точности, Rа 1,6);
развертывание окончательное однолезвийной разверткой MAPAL (IT8, 6 степень точности, Rа 0.8).
Такую последовательность обработки выбираем согласно рекомендациям [1],
где на с. 516 том 1 указано, что отверстия с шероховатостью поверхности Rа 1,25 и менее развертываются
окончательно после предварительного развертывания.
Требуемый коэффициент уточнения (по допуску формы):
(1.3)
где: dзаг-допуск
размера, формы или расположения поверхностей заготовки;
dдет-допуск размера, формы или расположения поверхностей детали.
Расчетная
величина уточнения по выбранному маршруту обработки:
(1.4)
где:
К1, К2…Кn-величины уточнения по каждому переходу или операции
при обработке рассматриваемой поверхности. Точность на черновом переходе
обработки латуней обычно повышается на 1…4 квалитета размерной точности или
степени точности и расположении поверхности. Точность на каждом чистовом и
отделочном переходе при обработке латуней повышается на 1…3 квалитета или
степени точности. Единая система допусков и посадок ЕСДП построена так, что для
одного интервала номинальных размеров допуски в соседних квалитетах отличаются
в 1,6 раз. Поэтому расчетные величины уточнений для сталей будут равны:
К
= 1,6…1,64 = 1,6…6,55 - для черновой обработке;
К
= 1,6…1,63 = 1,6…4,1 - для чистовой обработки.
Так как соблюдается условие Ку. расч. ≥ Ку значит, требуемая
точность соосности отверстий будет обеспечиваться выбранными методами
обработки.
Выберем методы для обработки поверхности цилиндра R8,8±0,1 (IT12, точность заготовки соответствует 14 квалитету, Rа 3,2):
фрезерование однократное двумя фасонными фрезами (IT12, Rа 3,2).
Конечно можно и протянуть и строгать и шлифовать, однако согласно
проведенного анализа базового варианта ТП было принято решение о использовании
многофункционального станка агрегатного типа из базового ТП, а технологические
возможности данного агрегатного станка на позволяют выполнять протягивание,
строгание и шлифование. Для протягивания данных фасонных поверхностей кроме
дорогостоящего протяжного станка необходимо использовать две фасонные
нестандартные протяжки, изготовление которых обойдется намного дороже, чем
изготовление фасонных фрез. Для строгания также понадобиться изготовление двух
специальных фасонных резцов, к тому же строгание данной поверхности будет
экономически нецелесообразным согласно рекомендациям [1], где на с. 563 том 1
указано, что общий признак всех деталей, которые экономически выгодно
обрабатывать на строгальных станках, - это узкая удлиненная зона обработки,
чего в нашем случае не наблюдается. Создание же таких условий за счет
использования многоместного приспособления экономически невыгодно, из-за
отсутствия существенного прироста производительности и большой стоимости
данного приспособления. Шлифование данных поверхностей также потребует
изготовления двух фасонных кругов, будет являться мене производительным методом
(для снятия всего припуска за один проход потребуется очень жесткий и мощный
станок) и сложным в реализации, так как для уменьшения засаливания кругов
относительно мягкой латунью обработку нужно будет производить в керосине на
пониженных режимах резания. Исходя из этого, сделаем вывод, что фрезерование
будет наиболее рациональным методом обработки рассматриваемых поверхностей
заготовки.
Требуемый коэффициент уточнения (для точности формы и взаимного расположения
поверхностей) по формуле 1.3:
Расчетная величина уточнения по выбранному маршруту обработки:
Так
как соблюдается условие Ку. расч. ≥ Ку значит, требуемая точность будет
обеспечиваться выбранными методами обработки.
Выберем
методы для обработки цилиндрической поверхности Ø15,5+0,1 (квалитет размерной точности IT10, Rа
3,2):
-
рассверливание перовым сверлом (IT11, Rа 5);
растачивание
однократное (IT10, Rа 3,2).
Требуемый
коэффициент уточнения (по диаметральному допуску) по формуле 1.3:
Расчетная величина уточнения по выбранному маршруту обработки:
Так
как соблюдается условие Ку. расч. ≥ Ку значит, требуемая точность будет
обеспечиваться выбранными методами обработки.
Результаты
выбора методов обработки сведем в таблицу.
Таблица 1.6 - Выбор методов обработки.
|
№
|
Поверхность
|
Точность, лимитирующая
количество переходов.
|
Шероховатость
|
Методы обработки
|
|
1
|
Внутренняя поверхность Ø10,36+0,03
с углом конуса 9º32’±30”
|
IT8, степень точность 6
|
Ra 0,8
|
Рассверливание специальным
перовым сверлом, развертывание предварительное конической разверткой,
развертывание окончательное однолезвийной разверткой MAPAL.
|
|
2
|
Внутренняя поверхность Ø15,5+0,1
|
IT10
|
Ra 3,2
|
Рассверливание специальным
перовым сверлом, растачивание резцом.
|
|
3
|
Внутренняя поверхность Ø9,5±0,2
|
IT14
|
Ra 3,2
|
Растачивание специальным
прорезным резцом.
|
|
4
|
Внутренняя поверхность Ø6±0,2
|
IT14
|
Ra 3,2
|
Сверление специальным
перовым сверлом.
|
|
5
|
Внутренняя поверхность Ø8,15+0,1
|
IT11
|
Ra 3,2
|
Рассверливание специальным
перовым сверлом.
|
|
6
|
Внутренняя поверхность Ø10,6±0,05
|
IT11
|
Ra 2,5
|
Рассверливаие специальным
перовым сверлом.
|
|
7
|
Фаска 30º Ø11,5+0,1
|
IT11
|
Ra 3,2
|
Сверление специальным
перовым сверлом.
|
|
8
|
Торец малых лап, размеры 4;
9,5±0,1
|
IT14
|
Ra 3,2
|
Торцевать поверхность
специальным резцом.
|
|
9
|
Резьбовые отверстия М4-6Н с
фасками
|
6Н
|
Ra 3,2
|
Сверление специальным
перовым сверлом, нарезание резьбы метчиком.
|
|
10
|
Торец больших лап, размеры
5; 1±0,1; 24±0,2
|
IT14
|
Ra 3,2
|
Фрезерование фасонной
фрезой однократное.
|
|
11
|
Сферическая поверхность R8,8±0,1
|
IT12
|
Ra 3,2
|
Фрезерование фасонной
фрезой однократное.
|
|
12
|
Кольцевая выточка, размеры Ø6+0,1;
11,5±0,1; 5-0,3; 1,5-0,3
|
IT11
|
Ra 3,2
|
Сверление специальным
корончатым сверлом.
|
|
13
|
Внутренняя поверхность Ø5±0,1
|
IT13
|
Ra 3,2
|
Сверление специальным
перовым сверлом.
|
|
14
|
Внутренняя поверхность Ø3,9-0,1
|
IT11
|
Ra 3,2
|
Сверление специальным
перовым сверлом.
|
|
15
|
Внутренняя поверхность Ø3-0,1
|
IT11
|
Ra 3,2
|
Сверление специальным
перовым сверлом.
|
|
16
|
Внутренняя поверхность Ø5,8-0,1
|
IT11
|
Ra 3,2
|
Рассверливание специальным
перовым сверлом.
|
|
17
|
Внутренняя поверхность Ø2,5±0,1
|
IT13
|
Ra 3,2
|
Сверление спиральным
сверлом со специальной заточкой для уменьшения увода.
|
|
18
|
Резьбовое отверстие М7×0,75-6Н с фасками
|
6Н
|
Ra 3,2
|
Рассверливание специальным
перовым сверлом, нарезание резьбы метчиком.
|
1.8 Выбор технологических баз
Выбор баз для механической обработки производим с учётом достижения
требуемой точности взаимного расположения поверхностей детали, по линейным и
угловым размерам, обеспечения доступа инструментов к обрабатываемым
поверхностям.
Исходя из анализа базового варианта технологического процесса можно
сделать вывод о том, что при использовании для обработки заготовки станка
агрегатного типа все поверхности детали можно обработать за одну установку
(согласно требованиям чертежа). Базирование заготовки при этом будет
осуществляться по необработанным поверхностям (черновым базам). С учетом того,
что обработка будет осуществляться за одну установку, базирование по черновым
базам будет производиться один раз для каждого координатного направления, что
допустимо. Заготовка устанавливается в две пары равномерно сходящихся призм: в
одни призмы по наружной хвостовой поверхности Ø13±0,2 (двойная направляющая база), во вторые
призмы - по наружной поверхности Ø13±0,2, прилегающей к лапам (направляющая
база; согласно рекомендациям [1], где на с. 48 том 1 указано, что база,
лишающая заготовку двух степеней свободы - перемещения вдоль одной координатной
оси и поворота вокруг другой - называется направляющей). Таким образом,
заготовка лишается всех шести степеней свободы. Зажим осуществляется самими
призмами. Данную схему базирования можно реализовать с помощью специального
приспособления. Использование для базирования именно этих поверхностей
обусловлено тем, что относительно базовых осей проставлено наибольшее
количество чертежных размеров и отсутствуют другие, удобные для базирования
поверхности, при установке по которым имелась бы возможность обработать все
поверхности заготовки.
Использование данной схемы базирования позволяет обеспечить соблюдение
принципа постоянства баз при обработке всех поверхностей заготовки, что
обуславливает высокую точность взаимного расположения обрабатываемых
поверхностей.
Принцип единства баз для данной схемы базирования не будет соблюдаться
при выдерживании следующих размеров:
толщины нижних лап (5 мм), так как измерительной базой в этом случае
является верхняя необрабатываемая поверхность лап, а технологической - ось
центрального отверстия;
толщины верхних лап (4 мм), так как измерительной базой в этом случае
является необрабатываемая поверхность лап, а технологической - ось цилиндра Ø13±0,2;
- длины нарезаемой резьбы М7×0,75-6Н (6±0,5 мм), так как измерительной
базой в этом случае является торец бобышки, а технологической - ось
центрального отверстия;
всех размеров ступеней внутреннего центрального отверстия от большего
торца (с лапами), так как измерительной базой является соответствующий торец, а
технологической - ось отверстия, перпендикулярного центральному (фактически
соосному с наружным цилиндром Ø13±0,2, так как обрабатывается относительно его).
В первых двух случаях допуски на размеры заготовки (так как измерительная
база не обрабатывается) между технологической и измерительной базой меньше
допусков соответствующих выдерживаемых размеров, поэтому требуемая точность
замыкающих размеров может быть обеспечена при соответствующей точности
выдерживания настроечных размеров.
В остальных случаях измерительная база обрабатывается относительно
технологической с достаточно высокой точностью. Это позволяет при
соответствующей точности настройки инструмента на размер обеспечить требуемую
точность выдерживаемого размера.
Остальные размеры выдерживаются с соблюдением принципа единства баз. Для
длин ступеней отверстий и межцентровых расстояний это достигается применением
специального «ступенчатого» инструмента и предварительной настройкой
инструментов друг относительно друга в специальном настроечном приспособлении,
что позволяет получать размеры «в приращении». Точность диаметральных размеров
обеспечивается профилем фасонного инструмента.
Рисунок
1.1 - Схема базирования при обработке всех поверхностей детали
.9 Разработка технологического
маршрута обработки детали
Сформулируем особенности технологического маршрута обработки детали:
так как заготовка полностью обрабатывается за один установ на станке
агрегатного типа, то порядок обработки поверхностей зависит только от
необходимой технологической последовательности переходов по обеспечению
требуемой чертежной точности той или иной поверхности и технологических
возможностей применяемого оборудования;
при обработке конической поверхности в центральном отверстии для
достижения требуемой точности сначала необходимо произвести рассверливание
отверстия, затем предварительное и окончательное развертывание;
при обработке резьбовых отверстий сначала располагаются переходы по
сверлению либо рассверливанию этих отверстий с образованием фасок, а уже после
этого переходы по нарезанию резьбы в этих отверстиях;
на одной позиции можно обрабатывать поверхности находящиеся во взаимно
перпендикулярных плоскостях благодаря наличию у силовых головок станка
горизонтального и вертикального шпинделя;
при использовании специальных фасонных перовых сверл есть возможность
одновременной обработки нескольких соосных отверстий;
окончательную обработку конической поверхности следует производить на
отдельной последней позиции для устранения влияния упругих деформаций системы,
вызываемых силами резания при обработке других поверхностей заготовки, на
точность обработки;
для повышения производительности следует стремиться к тому, чтобы времена
обработки на каждой позиции были приблизительно равны (не следует «перегружать»
переходами не одну из позиций).
Для обработки детали предварительно выберем многофункциональный станок
агрегатного типа с поворотным столом «Микрон 50-012» с автоматизированной
загрузкой заготовок и разгрузкой готовых деталей. Количество позиций
поворотного стола - 12. Количество силовых головок - 15. Силовые головки
оснащены как одинарными, так и многошпиндельными (револьверными и стационарными)
головками Распределенные по позициям переходы обработки заготовки объединим в
одну автоматную операцию.
Запишем и сгруппируем технологические переходы по позициям агрегатного
станка в хронологическом порядке в соответствии с приведенными выше требованиями
и исходя из того, что на одной позиции агрегатного станка можно установить одну
горизонтальную и одну вертикальную силовую головку:
Операция 005 - автоматная.
позиция 1 - загрузочная;
позиция 2 - рассверлить ступенчатое отверстие и торцевать прилегающую поверхность
малых лап, выдержав размеры Ø15,2+0,1 и 2,5+0,2, фрезеровать сферическую
поверхность в размеры R8,8±0,1;
1±0,1;
позиция 3 - рассверлить ступенчатое отверстие в размеры Ø6±0,2;Ø8,15+0,1;
Ø10,6±0,05; 6,5±0,1; 13±0,2; 0,3×45º; 0,5×45º
позиция 4 - сверлить два отверстия под резьбу в лапах с образованием
фасок в размеры Ø3,3+0,1; 90º±20’;
Ø5; 24±0,1;
позиция 5 - прорезать внутренний паз в центральном отверстии в размеры Ø9,5±0,2;
2,5±0,2; 18,5±0,2, сверлить
отверстие в размеры Ø5±0,1; 16, сверлить кольцевое отверстие в
размеры Ø6+0,1;
Ø11,5±0,1; 5-0,3; 1,5-0,3
позиция 6 - рассверлить ступенчатое отверстие в боковом приливе в размеры
Ø5,8-0,1;
Ø6+0,1; Ø9,5±0,1; 95º±20’; 8,3±0,1; Ø3-0,1, сверлить 2 отверстия под резьбу в
лапах с образованием фасок в размеры Ø3,3+0,1;
Ø5±0,1; 90º±20’; 23±0,1;
позиция 7 - сверлить отверстие под углом 38º±30’ в размеры Ø2,5±0,1;
1±0,1; 16,3±0,2, сверлить
ступенчатое отверстие со стороны лап в размеры 17±0,2; Ø3,9-0,1;
Ø5±0,1; 5-0,3; 0,3×45º;
позиция 8 - нарезать резьбу в размеры М7×0,75-6Н; 6±0,5;
позиция 9 - нарезать резьбу в нижних лапах М4-6Н, нарезать резьбу в
верхних лапах М4-6Н;
позиция 10 - расточить отверстие Ø15,5+0,1 и предварительно развернуть
коническое отверстие в размеры Ø10,3; 9º32’; 19±0,2;
позиция 11 - окончательно развернуть коническое отверстие в размеры Ø10,36+0,03;
9º32’±30”; 19±0,2;
позиция 12 - разгрузочная.
Операция 010 - зачистная.
Операция 015 - моечная.
Операция 020 - контрольная.
1.10 Разработка технологических операций
На этом этапе окончательно определяется состав и порядок выполнения
переходов в пределах технологической операции, производится выбор моделей
оборудования, станочных приспособлений, режущих и измерительных инструментов.
Подробно выбор станочного приспособления, режущего и измерительного
инструмента опишем для 4 и 8 позиции автоматной операции.
Произведем выбор станочного приспособления, режущего и измерительного
инструмента для 4 позиции. На этой позиции осуществляются сверление двух
отверстий Ø3,3+0,1 под резьбу в лапах с образованием фасок в размеры 90º±20’;
Ø5±0,1; 24±0,1.
Для реализации схемы базирования, как на данной позиции, так и на всей
операции (см. пункт 1.8) применяем специальное поворотное приспособление,
которое будет спроектировано в конструкторской части проекта.
Сверление отверстий с образованием фасок будем производить
комбинированными твердосплавными цельными перовыми сверлами Ø3,3
с дополнительными
режущими кромками для образования фаски, материал сверла - ВК6ОМ по ГОСТ
3882-74 (твердый сплав группы К, применяется для сверления, зенкерования и
нарезания резьбы в заготовках из цветных металлов). Для обработки обоих
отверстий используем одинаковые сверла, что снижает номенклатуру применяемого
инструмента. Применение твердосплавных перовых сверл позволяет намного увеличить
скорость резания (сократить время обработки, что крайне важно для
крупносерийного и массового производства) по сравнению со спиральными сверлами
из быстрорежущей стали. Сверла выполнены целиком из твердого сплава, так как
изготовление сборных перовых сверл таких малых диаметров невозможно. Применение
напайных твердосплавных пластин невозможно из-за очень малого размера режущей
части. Режущие кромки сверла можно перетачивать. Сверло имеет цилиндрический
хвостовик Ø6h7 и устанавливается в цанговый патрон 1203 4хø6,
который, в свою очередь,
устанавливается в отверстие шпинделя силовой головки агрегатного станка.
Обработку всем выбранным инструментом будем вести с использованием
эмульсионной СОЖ «Эмолон-2», применяемой для лезвийной обработки черных и цветных
металлов [1].
Выберем измерительный инструмент. Контроль выдерживания требуемой
точности размеров детали производится на посту ОТК после окончания полного
цикла обработки на агрегатном станке. При наладке агрегатного станка для
контроля диаметра Ø3,3+0,1 просверленного отверстия используем
специальную калибр-пробку Ø3,3+0,1 с проходным и непроходным размером
(так как допуск на диаметр отверстия находиться между 11 и 12 квалитетом
размерной точности нет возможности применить стандартный калибр-пробку по ГОСТ
21401-75), контроль наличия фаски осуществляем визуально. Данные размеры
являются технологическими (в отверстии будет нарезана резьба, а фаска
необходима для направления метчика при нарезании резьбы), поэтому у готовой
детали их контроль осуществляться не будет.
Произведем выбор станочного приспособления, режущего и измерительного
инструмента для 8 позиции автоматной операции, на которой производится
нарезание резьбы М7×0,75-6Н на длину 6±0,5.
Для базирования на данной операции применяем специальное поворотное
приспособление.
Произведем выбор режущего и измерительного инструмента для этой операции.
Нарезание резьбы М7×0,75-6Н осуществляем с помощью машинного
одинарного метчика 2621-2717 М7×0,75-6Н выполненного из быстрорежущей стали
Р6М5 с цилиндрическим хвостовиком по ГОСТ 3266-81 (в ред. 1999 г). Обработка
резьбы производится за один проход. Обработка ведется с использованием
эмульсионной СОЖ «Эмолон-2».
Измерительный инструмент: для контроля резьбы используем резьбовой
калибр-пробку 8221-3034 М7×0,75-6Н по ГОСТ 17758-72.
Для остальных позиций выбор режущего и измерительного инструмента
производим аналогично. Далее полностью запишем автоматную операцию с выбранным
режущим инструментом. Измерительный инструмент, которым будет осуществляться
контроль детали на посту ОТК после обработки на агрегатном станке, запишем в
конце.
Операция 001 - транспортная.
Доставить заготовки на участок обработки.
Операция 005 - автоматная.
Приспособление - специальное поворотное приспособление.
Позиция 1 - загрузочная.
Приспособление - специальное манипуляторное загрузочно-разгрузочное
устройство.
Позиция 2.
Рассверлить ступенчатое отверстие и торцевать прилегающую поверхность
малых лап, выдержав размеры Ø15,2+0,1 и 2,5+0,2, фрезеровать цилиндрическую
поверхность в размеры R8,8±0,1;
1±0,1.
Режущий инструмент - сверло специальное ступенчатое перовое 2159-4211
ВК6ОМ, резец специальный 2159-4210 пластина 61372 ВК3Н ГОСТ 25395-82, фреза
специальная фасонная 2159-4179 и 2159-4218 пластины напайные ВК3М 21610-90.
Позиция 3
Рассверлить ступенчатое отверстие в размеры Ø6±0,2;Ø8,15+0,1;
Ø10,6±0,05; 6,5±0,1; 13±0,2; 0,3×45º; 0,5×45º.
Режущий инструмент - сверло специальное ступенчатое перовое 2159-4206
ВК6ОМ.
Позиция 4.
Сверлить два отверстия под резьбу в лапах с образованием фасок в размеры Ø3,3+0,1;
90º±20’; Ø5; 24±0,1.
Выбор режущего инструмента описан выше.
Позиция 5.
Прорезать внутренний паз в центральном отверстии в размеры Ø9,5±0,2;
2,5±0,2; 18,5±0,2, сверлить
отверстие в размеры Ø5±0,1; 16, сверлить кольцевое отверстие в
размеры Ø6+0,1;
Ø11,5±0,1; 5-0,3; 1,5-0,3.
Режущий инструмент - резец специальный прорезной 2159-4213 режущая часть
ВК6ОМ, сверло специальное корончатое 2159-4182 напайные пластины ВК8, сверло
специальное перовое 2159-4212 ВК6ОМ.
Позиция 6.
Рассверлить ступенчатое отверстие в боковом приливе в размеры Ø5,8-0,1;
Ø6+0,1; Ø9,5±0,1; 95º±20’; 8,3±0,1; Ø3-0,1, сверлить 2 отверстия под резьбу в
лапах с образованием фасок в размеры Ø3,3+0,1;
Ø5±0,1; 90º±20’; 23±0,1.
Режущий инструмент - сверло специальное ступенчатое перовое ВК6ОМ, сверло
специальное ступенчатое перовое 2159-4209 ВК6ОМ.
Позиция 7.
Сверлить отверстие под углом 38º±30’ в размеры Ø2,5±0,1;
1±0,1; 16,3±0,2, сверлить
ступенчатое отверстие со стороны лап в размеры 17±0,2; Ø3,9-0,1;
Ø5±0,1; 5-0,3; 0,3×45º.
Режущий инструмент - сверло Ø2,5 Р6М5 со специальной заточкой для
уменьшения увода ОСТ 2 И20-1-80, сверло специальное перовое 2159-4215 ВК6ОМ.
Позиция 8.
Нарезать резьбу в размеры М7×0,75-6Н; 6±0,5.
Выбор режущего инструмента описан выше.
Позиция 9.
Нарезать резьбу в нижних лапах М4-6Н, нарезать резьбу в верхних лапах
М4-6Н.
Режущий инструмент - метчик 2620-1089 М4-6Н Р6М5 ГОСТ 3266-81.
Позиция 10.
Расточить отверстие Ø15,5+0,1 и предварительно развернуть
коническое отверстие в размеры Ø10,3; 9º32’; 19±0,2.
Режущий инструмент - специальный расточной резец 2159-4207 ВК6ОМ,
специальная коническая развертка 2159-4201 ВК6ОМ.
Позиция 11.
Окончательно развернуть коническое отверстие в размеры Ø10,36+0,03;
9º32’±30”; 19±0,2.
Режущий инструмент - коническая развертка MAPAL с пластинами СТ20 фирмы «Сандвик Коромант».
Позиция 12 - разгрузочная.
Приспособление - специальное манипуляторное загрузочно-разгрузочное
устройство.
Операция 010 - зачистная.
Очистить детали в центрифуге.
Центрифуга Н-500Н.
Операция 015 - моечная.
Промыть детали мающим раствором.
Машина моечная.
Операция 020 - контрольная.
Контролировать выдерживаемые параметры согласно карте контроля.
Измерительный инструмент - специальный калибр-пробка 8450-4406-02 Ø15,5+0,1,
специальный
калибр-пробка 8450-4400-05 Ø3-0,1, специальный калибр-пробка
8450-4400-04 Ø3,9-0,1, специальный калибр-пробка 8450-4400-03 Ø5±0,1,
специальный
калибр-пробка 8450-4400-01 Ø6±0,2, специальный калибр-пробка
8450-4400-02 Ø5,8-0,1, специальный калибр-пробка 8450-4406-01 Ø8,15+0,1,
специальный калибр-пробка
8450-4406-00 Ø10,6±0,05, специальный калибр-пробка 8450-4400-06 Ø2,5±0,1,
специальный
калибр-пробка 8450-4400 Ø7,5±0,2, проектор типа TJ 302 (контроль размера R8,8±0,1), глубиномер «Ge 14-1» (контроль размера 6,5±0,1),
глубиномер «Ge 13-1» (контроль размера 13±0,2),
штангенциркуль ШЦ1-125-0,1 ГОСТ 166-89, специальный калибр-пробка ТОК8.165.00 Ø11,5±0,1,
специальный
калибр-пробка 8450-4407 Ø6+0,1, резьбовая калибр-пробка 8221-3023 6Н
ГОСТ 17758-72, резьбовая калибр-пробка 8221-3034 6Н ГОСТ 17758-72, глубиномер «Ge 04» (контроль размера 1,5-0,3),
трехкоординатная измерительная машина UMM-500 (контроль размеров Ø10,36±0,01;
9º32’±30”), специальное
контрольное приспособление для контроля соосности, специальный калибр-шаблон
8450-4416 (контроль размеров 24±0,2), специальный калибр-шаблон 8450-4413
(контроль размеров 24±0,1; 30º±30’; 2±0,1).
Для реализации данного технологического процесса используем
многофункциональный станок агрегатного типа с поворотным столом «Микрон 50-012»
с автоматизированной загрузкой заготовок и разгрузкой готовых деталей.
Габаритные размеры станка (длина × ширина) - 7260×3950
мм. Категория ремонтной
сложности - 36. Стоимость станка - 560 млн. руб.
.11 Расчет припусков на обработку
Определим припуск и межоперационные размеры расчетно-аналитическим
методом для двух поверхностей: посадочной конической поверхности Ø10,36+0,03
и посадочной поверхности
Ø15,5+0,1.
Рассчитаем припуск и межоперационные размеры для перехода по обработке
конического отверстия Ø10,36+0,03, выдерживаемый допуск формы
продольного сечения отверстия составляет 5 мкм (соответствует 6 степени
точности формы). При этом обрабатывается поверхность вращения, и припуски можно
рассчитать по формулам для обработки поверхностей вращения.
Допуск размера обрабатываемой поверхности у заготовки Т = 360 мкм
(соответствует 14 квалитету размерной точности), допуск формы отверстия в
продольном сечении 240 мкм (соответствует 15 степени точности).
Параметры поверхности заготовки: Rz = 20 мкм, h = 80
мкм [1]. Технологический маршрут состоит из следующих переходов:
- рассверливание IT11,
11 степень точности (допуск формы 50 мкм), Rz = 12,5 мкм, h = 20
мкм [1];
- развертывание предварительное IT9, 8 степень точности (допуск формы 12 мкм), Rz = 6,3 мкм, h = 10
мкм [1];
- развертывание окончательное IT8, 6 степень точности Rz =
3,2 мкм [1];
Пространственное отклонение формы и расположения поверхности заготовки
рассчитываем по формуле:
, (1.5)
где
ρформы = 240 мкм - отклонение, учитывающие
неправильность формы литого глухого отверстия.
Отклонение
от соосности литого отверстия и базового литого цилиндра Ø13±0,2 учтем при расчете погрешности установки заготовки как
погрешность базирования. При расчете пространственного отклонения формы и
расположения поверхности данную погрешность учитывать не будем для того, чтобы
не учитывать одну и ту же величину 2 раза.
Рассчитаем
пространственное отклонение формы и расположения поверхности на каждом переходе
с учетом значений точности формы и расположения отверстий после каждого
перехода (записаны выше):
Заготовка:
;
переход:
;
переход:
.
Погрешность
установки детали определяем по формуле [1]:
(1.6)
где
εБ - погрешность базирования.
εЗ - погрешность закрепления;
εп - погрешность установки приспособления на станке.
Так
как обработка производится на агрегатном станке с поворотным столом и
поворотным приспособлением на точность установки детали будет оказывать влияние
погрешность индексации:
где
εи.стола = 0,02 - погрешность индексации вращающегося
стола многофункционального агрегатного станка, мм;
εи.присп. = 0,01 - погрешность индексации поворотного приспособления,
мм.
Для
рассверливания и окончательного развертывания погрешность индексации
поворотного приспособления не учитываем, так как рассверливание данного
отверстия осуществляется на второй позиции станка (сразу после загрузки), а
окончательное развертывание сразу после предварительного развертывания
(приспособление не поворачивается).
Укрупненную
суммарную величину погрешности базирования и закрепления в самоцентрирующемся
зажимном приспособлении с пневмоприводом в радиальном направлении по
необработанной базе Ø13±0,2
мм примем по [1]:
При
этом приближенно учитывается как погрешность базирования заготовки в
самоцентрирующемся зажимном приспособлении с пневматическим приводом, вызванная
погрешностью формы базы и несоосностью обрабатываемой поверхности относительно
базовой, так и погрешность закрепления, вызванная упругими отжатиями в системе
«заготовка - приспособление».
Суммарную
величину погрешности базирования и закрепления после дальнейшей лезвийной
обработки рассчитываем, используя коэффициенты уточнения.
(1.7)
где
- величина пространственного отклонения формы
поверхности заготовки после предыдущего перехода;
Ку
- коэффициент уточнения на i-ом технологическом переходе.
Коэффициенты
уточнения для различных видов обработки [1]:
рассверливание
- Ку = 0,06;
предварительное
развертывание - Ку = 0,04;
окончательное
развертывание - Ку = 0,02.
Тогда
величина погрешности установки заготовки по переходам равна:
Для
рассверливания:
Для
предварительного развертывания:
Для
окончательного развертывания:
Расчёт
минимальных значений межоперационных припусков при лезвийной обработке
поверхностей вращения производится по следующей формуле:
(1.8)
1-й
переход 
мкм.
-й
переход 
мкм;
-й
переход 
мкм.
Расчётные
размеры:
переход.
Dp.оконч.разв. = Dmax дет.- 2×Zmin3
= (1.9)
=
10,39-0,07 = 10,32 мм.
переход.
Dp.предв.разв.= Dp. оконч.разв.-
2×Zmin2
=
=
10,32-0,174 = 10,146 мм.
переход.
Dp.рассвер.= Dp. предв.разв.- 2×Zmin1
=
=
10,146-0,722 = 9,424 мм.
Предельные
размеры:
переход.
Dmax = 10,39 мм; Dmin = 10,36 мм. (1.10)
переход.
Dmax = 10,32 мм; Dmin = 10,32- 0,043 = 10,277 мм.
переход.
Dmax = 10,14 мм; Dmin = 10,14-0,11 = 10,03 мм.
Заготовка
Dmax = 9,42 мм; Dmin = 9,42-0,36 = 9,06 мм.
Минимальные
и максимальные предельные отклонения припусков:
переход.
2Zmin ПР = 10,39-10,32 = 0,07 мм;
Zmax ПР =
10,36-10,277 = 0,083 мм. (1.11)
переход.
2Zmin ПР = 10,32-10,14 = 0,18 мм;
Zmax ПР =
10,277-10,03 = 0,247 мм.
переход.
2Zmin ПР = 10,14-9,42 = 0,72 мм;
Zmax ПР =
10,03-9,06 = 0,97 мм.
Предельные
значения общих припусков 2ZОmin, 2ZОmax определим суммируя промежуточные припуски:
ZОmin =
0,07+0,18+0,72 = 0,97 мм; (1.12)
ZОmax =
0,083+0,247+0,97 = 1,3 мм.
Общий
номинальный припуск:
Zо.ном. = 2ZОmin+Нзаг-НД
(1.13)
где
Нзаг и НД - соответственно нижние отклонения диаметра отверстия заготовки и
детали.
Zо.ном. =
0,97+0,16-0 = 1,13 мм.
Зная
значение 2Zо.ном., находим номинальный диаметр отверстия
заготовки:
Dзаг.ном = Dд.ном.-2Zо.ном.
= 10,36-1,13 = 9,23 мм. (1.14)
Следовательно,
размер заготовки равен: Ø9,23±0,16
мм.
Проверим
правильность произведённых расчётов по уравнениям:
ZmaxПР - 2ZminПР
= δdi-1- δdi (1.15)
Для
рассматриваемого случая проверка точности произведённых расчётов имеет
следующие результаты:
переход.
83-70 = 43-30, т.е. 13 = 13;
переход.
247-180 = 110-43, т.е. 67 = 67;
переход.
970-720 = 360-110, т.е. 250 = 250.
Общий
припуск: 1300-970 = 360-30, т.е. 330 = 330.
Следовательно,
расчёты межоперационного припуска произведены правильно. Все расчёты параметров
припусков сведём в таблицу 8.
Таблица
1.7 - Параметры припусков на размер Ø10,36+0,03 мм.
|
Технологические переходы
обработки поверхности
|
Элементы припуска, мкм
|
Расчётный припуск 2Zmin,
мкм
|
Расчётный размер dp,
мм
|
Допуск на размер d,
мкм
|
Предельный размер, мм
|
Предельные значения
припусков, мкм
|
|
Rz
|
h
|
p
|
ε
|
|
|
|
dmin
|
dmax
|
2ZminПР
|
2ZmaxПР
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
10
|
11
|
12
|
|
Заготовка
|
20
|
80
|
240
|
-
|
-
|
-
|
360
|
9,06
|
9,42
|
-
|
-
|
|
1-й переход (рассверл.)
|
12,5
|
20
|
50
|
102
|
2х361
|
9,424
|
110
|
10,03
|
10,14
|
720
|
970
|
|
2-й переход (предварит.
разв.)
|
6,3
|
10
|
12
|
24
|
2х87
|
10,146
|
43
|
10,277
|
10,32
|
180
|
247
|
|
3-й переход (окончат.
разв.)
|
3,2
|
-
|
-
|
20
|
2х35
|
10,32
|
30
|
10,36
|
10,39
|
70
|
83
|
|
Общий припуск 2Z0
|
970
|
1300
|
На основании данных таблицы строим схему графического расположения
припусков и допусков на обработку Ø10,36+0,03 мм.
Рисунок
1.2 - Схема графического расположения припусков и допусков на обработку Ø10,36+0,03 мм
Рассчитаем припуск и межоперационные размеры для перехода по обработке
посадочной поверхности Ø15,5+0,1. При этом обрабатывается поверхность
вращения, и припуски можно рассчитать по формуле для обработки поверхностей
вращения.
Допуск размера обрабатываемой поверхности после рассверливания (у
заготовки она непосредственно отсутствует, так как имеется технологический
напуск) Т = 110 мкм (соответствует 11 квалитету размерной точности), допуск
формы отверстия после рассверливания 50 мкм (соответствует 11 степени
точности).
Параметры поверхности после рассверливания: Rz = 20 мкм, h = 50
мкм [1]. Технологический маршрут состоит из одного перехода:
растачивание однократное IT10, Rz = 12,5 мкм [1].
Пространственное отклонение формы и расположения поверхности заготовки
так же как и в первом случае рассчитываем по формуле:
,
где
ρформы = 50 мкм - отклонение, учитывающие
неправильность формы рассверленного отверстия.
Отклонение
от соосности литого отверстия и базового литого цилиндра Ø13±0,2 учтем при расчете погрешности установки заготовки как
погрешность базирования. При расчете пространственного отклонения формы и
расположения поверхности данную погрешность учитывать не будем для того, чтобы
не учитывать одну и ту же величину 2 раза.
Погрешность
установки детали определяем по формуле [1]:
, (1.16)
где
εБ - погрешность базирования.
εЗ - погрешность закрепления;
εп - погрешность установки приспособления на станке.
Так
как обработка производится на агрегатном станке с поворотным столом и
поворотным приспособлением на точность установки детали будет оказывать влияние
погрешность индексации:
, (1.17)
где
εи.стола = 0,02 - погрешность индексации вращающегося
стола многофункционального агрегатного станка, мм;
εи.присп. = 0,01 - погрешность индексации поворотного приспособления,
мм.
Укрупненную
суммарную величину погрешности базирования и закрепления в самоцентрирующемся
зажимном приспособлении с пневмоприводом в радиальном направлении по
необработанной базе Ø13±0,2
мм примем по [1]:
При
этом приближенно учитывается как погрешность базирования заготовки в
самоцентрирующемся зажимном приспособлении с пневматическим приводом, вызванная
погрешностью формы базы и несоосностью обрабатываемой поверхности относительно
базовой, так и погрешность закрепления, вызванная упругими отжатиями в системе
«заготовка - приспособление».
Суммарную
величину погрешности базирования и закрепления после дальнейшей лезвийной
обработки рассчитываем, используя коэффициенты уточнения.
, (1.18)
где
- величина пространственного отклонения формы
поверхности заготовки после предыдущего перехода;
Ку
- коэффициент уточнения на i-ом технологическом переходе.
Коэффициенты
уточнения для различных видов обработки [1]:
растачивание
однократное - Ку = 0,05.
Тогда
величина погрешности установки заготовки при растачивании равна:
, (1.19)
Расчёт
минимального значения межоперационного припуска при лезвийной обработке
поверхностей вращения производится по следующей формуле:
, (1.20)
мкм.
Расчётный размер:
.растач. = Dmax дет.-
2×Zmin = 15,6-0,252 = 15,348 мм.
Предельный размер:
Растачивание. Dmax = 15,6 мм; Dmin = 15,5 мм.
Рассверливание. Dmax =
15,34 мм; Dmin = 15,34-0,11 = 15,23 мм.
Минимальное и максимальное предельное отклонение припуска:
Zmin
ПР = 15,6-15,34 = 0,26 мм;
Zmax
ПР = 15,5-15,23 = 0,27 мм.
Предельные значения общих припусков 2ZОmin, 2ZОmax:
ZОmin = 0,26 мм;
ZОmax = 0,27 мм.
Общий номинальный припуск:
Zо.ном.
= 2ZОmin+Нзаг-НД , (1.21)
где Нзаг и НД - соответственно нижние отклонения диаметра отверстия после
сверления и готовой детали.
Zо.ном.
= 0,26+0-0 = 0,26 мм.
Зная значение 2Zо.ном.,
находим номинальный диаметр отверстия после рассверливания:
Dрассверл.ном
= Dд.ном.-2Zо.ном. = 15,5-0,26 = 15,24 мм. Рассчитанный диаметр
соответствует назначенному при разработке технологической операции диаметру
рассверливания Ø15,2 мм.
Проверим правильность произведённых расчётов по уравнениям:
ZmaxПР
- 2ZminПР = δdi-1-
δdi (1.22)
ZОmax - 2ZОmin = δdз- δdд
(1.23)
Для рассматриваемого случая проверка точности произведённых расчётов
имеет следующие результаты:
-26 = 110-100, т.е. 10 = 10
Общий припуск: 27-26 = 110-100, т.е. 10 = 10.
Следовательно, расчёты межоперационного припуска произведены правильно.
Все расчёты параметров припусков сведём в таблицу 9.
Таблица 1.8 - Параметры припусков на размер Ø15,5+0,1
мм
|
Технологические переходы
обработки поверхности
|
Элементы припуска, мкм
|
Расчётный припуск 2Zmin,
мкм
|
Расчётный размер dp,
мм
|
Допуск на размер d,
мкм
|
Предельный размер, мм
|
Предельные значения
припусков, мкм
|
|
Rz
|
h
|
p
|
ε
|
|
|
|
dmin
|
dmax
|
2ZminПР
|
2ZmaxПР
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
10
|
11
|
12
|
|
Рассверливание
|
20
|
50
|
50
|
-
|
-
|
-
|
110
|
15,34
|
15,23
|
-
|
-
|
|
Растачивание
|
12,5
|
-
|
-
|
24
|
2х126
|
15,348
|
100
|
15,5
|
15,6
|
260
|
270
|
|
Общий припуск 2Z0
|
260
|
270
|
На основании данных таблицы строим схему графического расположения
припусков и допусков на обработку Ø15,5+0,1 мм.
Рисунок
1.3 - Схема графического расположения припусков и допусков на обработку Ø15,5+0,1
мм
1.12 Расчёт режимов резания
Расчет режимов резания на два перехода производится по эмпирическим
формулам [1].
. Произведём расчёт режимов резания для рассверливания ступенчатого
центрального отверстия максимальным диаметром Ø15,2. Данный переход осуществляется на
автоматной операции 005. Глубина резания, получаемая суммированием глубин
резания для каждой ступени сверла, равна t = 6,8 мм. В зависимости от диаметра сверла, типа
обрабатываемого материала и его твердости, с учетом поправки на достижение
более высокого качества отверстия в связи с последующим развертыванием
отверстия и материал режущей части сверла (твердый сплав ВК6ОМ) выбираем подачу
сверла sо = 0,25 мм/об [1]. Скорость резания
при сверлении рассчитывается по следующей формуле:
(1.24)
где
Т - период стойкости и показатели степеней находим для сверления ступенчатого
отверстия в медном сплаве сверлом из ВК6ОМ с подачей s = 0.25 мм/об
по таблицам [1]:
СV
= 40,4; q = 0.45; y = 0,3; x = 0,15; m = 0,2; T = 30 мин.
D = 15,2 -
наибольший диаметр инструмента, мм;
S = 0,25 -
подача, мм/об;общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий
фактические условия резания:
KV = KМV× KlV× KИV, (1.25)
где
KМV - коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого
материала (латунь);
KlV -
коэффициент, учитывающий глубину сверления;
KИV -
коэффициент, учитывающий материал инструмента.
KМV =
1,0 (обрабатывается латунь),
KИV =
2,7 (материал сверла - ВК6ОМ); KlV = 1 - определяем по [1].
Тогда
KV =
1×2,7×1 = 2,7.
Для одинарной заточки сверла применим поправочный коэффициент по [1]:
Частота
вращения сверла:
(1.26)
Максимальная
частота вращения шпинделей силовых головок у данного станка составляет 4000
об/мин. Принимаем ближайшую стандартную для данного станка частоту вращения n =
3150 об/мин.
Уточним
скорость резания:
Крутящий
момент Mкр:
(1.27)
Коэффициенты
и показатели степеней определяем для медного сплава и материала сверла ВК6ОМ по
таблицам [1]:
СМ
= 0,01; у = 0,8; q = 2,2; x = 0.
Коэффициент,
учитывающий условия обработки КР= КМР;
КМР
определяется для обработки латуни сверлом из ВК6ОМ [1]:
KМР = 0,7
Осевая
сила:
(1.28)
Коэффициент
СР и показатели степеней определяем по таблицам [1]:
СР
= 32,8; у = 0,75; q = 1,2; x = 0.
Тогда
мощность резания:
(1.29)
Предварительно
выбранный станок агрегатного типа «Микрон 50-012» с мощностью электродвигателей
силовых головок 3,2 кВт обеспечит необходимую мощность резания.
Произведем
расчет основного времени:
(1.30)
где
l1+ l2 = 4 мм - суммарная величина врезания и перебега по
[4];
l = 9,2 мм -
длина обрабатываемой части пролитого отверстия.
2. Произведём расчёт режимов резания при фрезеровании цилиндрической
поверхности и нижней плоскости лап на позиции 2.
Обработка ведется двумя специальными дисковыми фасонными фрезами (правой
и левой) с напайными пластинами из ВК3М Ø98,85 z=24 посаженными на одну оправку.
Схема обработки - цилиндрическое фрезерование.
Глубина фрезерования t =
1,0 мм.
Ширина фрезерования для одной фрезы - В = 22 мм.
Для чистового фрезерования дисковой фрезой (необходимо обеспечить
параметр шероховатости Ra
3,2) выбираем подачу на оборот для твердосплавных пластин фрезы по [1] (см.
табл. 79 на странице 405, том 2) S =
0,84 мм/об.
Тогда подача на зуб фрезы:
(1.31)
Скорость
резанья при фрезеровании - окружная скорость вращения фрезы:
(1.32)
Период
стойкости Т и показатели степеней находим по таблицам (торцовая схема
обработки) [1]:
СV =
158,5; q = 0,25; x = 0,3; y = 0,2; u =
0,1; p = 0,1; m = 0,2; T = 180 мин.
Общий
поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактические условия
резания:
KV = KМV× KПV× KИV, (1.33)
где
KМV - коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого
материала;
KПV -
коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки;
KИV -
коэффициент, учитывающий материал инструмента.
KМV =
1,0 (обрабатывается латунь),
KИV =
2,5 (материал сверла - ВК3М); KПV = 0,9 (медный сплав) - по таблицам [1].
KV = 1,0×2,5×0,9 = 2,25.
Определяем
окружную скорость вращения фрезы:
Частота вращения фрезы:
Принимаем
ближайшую стандартную частоту для силовой головки n = 1250 oб/
мин.
Уточним скорость резания:
Главная
составляющая силы резанья при фрезеровании -
окружная
сила, Н.
(1.34)
Коэффициенты
и показатели степеней определяем для дисковой фрезы Ø98,85 с режущими пластинами из ВК3М по таблицам как для
стали, а затем умножаем на поправочный коэффициент 0,3 [1]:
СР
= 261; х = 0,9; у = 0,8; u = 1,1; q = 1,1; w = 0,1.
Коэффициент,
учитывающий условия обработки КР= КМР;
KМР = 0,3
Тогда
окружная сила резания на фрезе равна:
Находим
мощность резанья:
(1.35)
Тогда
мощность резания для двух фрез на оправке составляет:
Предварительно
выбранный станок агрегатного типа «Микрон 50-012» с мощностью электродвигателей
силовых головок 3,2 кВт обеспечит необходимую мощность резания.
Произведем
расчет основного времени:
где
l = 15 мм - длина фрезеруемой поверхности;
l1+ l2 =
47 мм - величина врезания и перебега (определена графически по чертежу детали);
Sm - минутная
подача.
(1.36)
На все остальные переходы режимы резания определим по нормативам,
приводимым в технических справочниках [1], и полученные результаты расчетов
режимов резания сведём в таблицу 10.
Таблица 1.9 - Сводная таблица режимов резания.
|
№
|
Наименование операции или
перехода
|
t, Мм
|
S, мм/об
|
T, мин
|
n, мин-1
|
Uq, м/мин
|
Sмин, мм/мин
|
Np, кВт
|
To, мин
|
Lр.х., мм
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
10
|
11
|
|
005
|
Автоматная.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 позиция.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рассверлить ступенчатое
отверстие, выдержав размер Ø15,2+0,1
|
6,8
|
0,25
|
30
|
3150
|
150,3
|
787,5
|
2,96
|
0,017
|
13,2
|
|
Торцевать поверхность малых
лап, выдержав размер 2,5+0,2
|
8,2
|
0,03
|
50
|
1850
|
203,3
|
55,5
|
1,38
|
0,054
|
3
|
|
Фрезеровать сферическую
поверхность в размеры R8,8±0,1; 1±0,1
|
1,0
|
0,84
|
180
|
1250
|
387,9
|
1,54
|
0,059
|
62
|
|
3 позиция.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рассверлить ступенчатое
отверстие в размеры Ø6±0,2;Ø8,15+0,1;
Ø10,6±0,05; 6,5±0,1; 13±0,2; 0,3×45º; 0,5×45º.
|
5,3
|
0,2
|
30
|
3150
|
104,8
|
630
|
1,73
|
0,026
|
16
|
|
4 позиция.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Сверлить два отверстия под
резьбу в лапах с образованием фасок в размеры Ø3,3+0,1; 90º±20’;
Ø5; 24±0,1.
|
1,65
|
0,05
|
20
|
4000
|
41,4
|
200
|
0,54
|
0,04
|
8
|
|
5 позиция.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Прорезать внутренний паз в
центральном отверстии в размеры Ø9,5±0,2; 2,5±0,2; 18,5±0,2
|
2,5
|
0,02
|
50
|
2500
|
74,6
|
50
|
0,32
|
0,05
|
2,5
|
|
Сверлить отверстие в
размеры Ø5±0,1;
16.
|
2,5
|
0,05
|
20
|
4000
|
62,8
|
200
|
0,41
|
0,1
|
20
|
|
Сверлить кольцевое
отверстие в размеры Ø5±0,1;
Ø6+0,1; Ø11,5±0,1; 5-0,3; 1,5-0,3.
|
2,75
|
0,15
|
30
|
2500
|
90,3
|
375
|
1,78
|
0,043
|
16
|
|
6 позиция.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рассверлить ступенчатое
отверстие в боковом приливе в размеры Ø5,8-0,1; Ø6+0,1;
Ø9,5±0,1; 95º±20’; 8,3±0,1; Ø3-0,1
|
4,75
|
0,12
|
30
|
2950
|
88
|
354
|
1,1
|
0,042
|
15
|
|
Сверлить 2 отверстия под
резьбу в лапах с образованием фасок в размеры Ø3,3+0,1; Ø5±0,1;
90º±20’; 23±0,1.
|
1,65
|
0,05
|
20
|
4000
|
41,4
|
200
|
0,54
|
0,04
|
8
|
|
7 позиция.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Сверлить отверстие под
углом 38º±30’
в размеры Ø2,5±0,1;
1±0,1
|
1,25
|
0,05
|
20
|
4000
|
31,4
|
200
|
0,38
|
0,08
|
16
|
|
Сверлить ступенчатое
отверстие со стороны лап в размеры 17±0,2; Ø3,9-0,1; Ø5±0,1;
5-0,3; 0,3×45º.
|
2,5
|
0,1
|
25
|
4000
|
62,8
|
400
|
0,76
|
0,048
|
19
|
|
8 позиция.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Нарезать резьбу в размеры
М7×0,75-6Н; 6±0,5.
|
0,5
|
0,75
|
30
|
950
|
20,9
|
712,5
|
0,21
|
0,028
|
20
|
|
9 позиция.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Нарезать резьбу в нижних
лапах М4-6Н, нарезать резьбу в верхних лапах М4-6Н.
|
0,35
|
0,7
|
25
|
1250
|
15,7
|
875
|
0,17
|
0,023
|
20
|
|
10 позиция.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Расточить отверстие Ø15,5+0,1
|
0,15
|
0,12
|
50
|
2500
|
121,7
|
300
|
0,34
|
0,013
|
4
|
|
Предварительно развернуть
коническое отверстие в размеры Ø10,3; 9º32’; 19±0,2.
|
0,1
|
0,2
|
60
|
950
|
30,7
|
190
|
0,27
|
0,051*
|
6,5
|
|
11 позиция.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Окончательно развернуть коническое
отверстие в размеры Ø10,36+0,03;
9º32’±30”; 19±0,2.
|
0,04
|
0,1
|
60
|
715
|
23,3
|
71,5
|
0,18
|
0,089*
|
4
|
Примечание:
* - для достижения требуемой шероховатости к основному времени обработки
добавлено время «выглаживания» разверткой поверхности отверстия без рабочей
подачи, для предварительного развертывания оно составляет 1 секунду, для
окончательного - 2 секунды.
1.13 Определение норм времени на операцию
Основное время на разрабатываемой автоматной операции равно сумме
основных времен обработки на лимитирующей позиции (позиция 5):
То = 0,05+0,1+0,043 = 0,193 мин.
Определяем вспомогательное время, не перекрываемое основным временем
обработки. Время на загрузку манипулятором заготовки в приспособление и ее
зажим составляет согласно паспорту станка 0,12 мин, следовательно, это время
перекрывается основным временем обработки. Аналогично обстоит дело с разгрузкой
станка. Время вспомогательных перемещений одного инструмента (подвод и отвод)
на лимитирующей позиции на длину не более 20 мм по паспорту станка составляет
0,04 мин. Тогда для 3 инструментов данное время будет составлять 0,04×3
= 0,12 мин. Не
перекрывается также время поворота стола станка с одной позиции на другую. По
паспорту данное время составляет 0,035 мин. Так как полная обработка детали
осуществляется на одном станке, то после очистки и промывки деталь поступает
непосредственно на пост ОТК (см. пункт 1.10), поэтому контроль выдерживаемых
параметров непосредственно у станка не производиться. С учетом вышесказанного
вспомогательное не перекрываемое время равно:
Тв = 0,12+0,035 = 0,155 мин.
Оперативное время:
Топ = Тв+То
Топ = 0,193+0,155 = 0,348 мин.
Время на обслуживание рабочего места определяется как:
Тобс = Ттех × Торг.
где Ттех - время технического обслуживания, затрачиваемое на уход за
рабочим местом в течение данной конкретной работы, мин;
Торг - время организационного обслуживания, затрачиваемое на уход за
рабочим местом в течение всей смены, мин.
Ттех
= 
где
tсм = 31,5 мин - время на смену инструмента инструментальной
наладки (21 инструмент по 1,5 мин, инструмент настраивается в специальном
приспособлении вне станка);
Т
= 180 мин - средняя стойкость наладки, согласно рекомендациям [1].
Ттех
= 
= 0,034 мин;
Торг
= 0,007 мин - 1,8% от Топ по [4]
Тобс
= 0,007 + 0,034 = 0,041 мин.
Так
как станок работает в автоматическом режиме, время на перерывы, отдых и личные
надобности не учитываем.
Далее
определяем норму штучного времени:
Тшт
= Тосн+ Твсп + Тобс
Тшт
= 0,193+0,155+0,041 = 0,389 мин.
Для
принятия решения о выборе формы организации производства определим средний
коэффициент загрузки станка:
,
где
Тср.шт - штучное время обработки, мин;
τ - такт производства, мин;
Кв
= 1,1 - средний коэффициент выполнения норм времени.
,
где
Fд = 4015 - действительный годовой фонд времени при
работе в две смены, ч;
N = 500000 -
планируемый годовой объем выпуска деталей, шт.
.
Так
как средний коэффициент загрузки станка соответствует среднему коэффициенту
загрузки для массового производства, делаем вывод о том, что для выполнения
требуемой программы выпуска детали данный станок будет загружен весь год.
Вследствие этого выбираем поточную форму организации производства.
Действительный
такт производства с учетом загрузки станка:
1.14 Выявление и расчёт технологической размерной
цепи
На
позиции 2 автоматной операции при сверлении отверстия Ø15,2 выдерживается размер (глубина отверстия) А∆ =
2,5 мм с допуском ТА∆ = 0,2 мм при этом не соблюдается принцип единства
баз, так как измерительная база - больший торец заготовки не совпадает с
технологической базой - осью цилиндра Ø13.
Выявим
размерную цепь. Она состоит из выдерживаемого размера и двух размеров от
технологической базы до обеих границ выдерживаемого размера.
Рисунок 1.4 - Размерная цепь
Номиналы составляющих звеньев: А1 = 9,5 мм, А2 = 7 мм.
Для расчета размерной цепи в первом приближении будем использовать метод
равноточных допусков (метод допусков одного квалитета).
Условие обеспечения чертежной точности замыкающего звена:
(1.37)
где
ТАj - допуск j-го составляющего звена
размерной цепи.
(1.38)
где
a - число единиц допуска, определяет зависимость
допуска от квалитета;
-
единица допуска, определяет его зависимость от номинального размера.
(1.39)
где
- среднее геометрическое границ интервала номинальных
размеров в таблице допусков в который попадает j-е составляющее
звено.
(1.40)
Тогда,
с учетом вышесказанного:
(1.41)
(1.42)
Найдём
среднее геометрическое границ интервала:
Определяем
единицы поля допуска:
Найдём
среднее число единиц поля допуска
По
таблице для соответствующего среднего числа единиц поля допуска точность
составляющих звеньев должна быть на уровне 11-го квалитета размерной точности.
Точность звена А1 обеспечивается на уровне 11 квалитета при предварительной
подрезке большего торца заготовки относительно той же технологической базы на
этой же позиции 2, точность настроечного размера А2 может быть обеспечена на
данном уровне при настройке инструмента на размер.
Назначим
допуски на составляющие звенья:
мкм; 
мкм;
Проверка:
мкм
мкм; 
- условие выполняется, значит можно утверждать, что
при реализации разработанного варианта техпроцесса, требуемая точность
замыкающего звена будет обеспечена.
Рассчитаем
предельные отклонения составляющих звеньев размерной цепи.
(1.43)
Предельное
отклонение звена А1 назначаем по Js:
;
.
Тогда
предельные значения размера А2, являющегося настроечным:
Принимаем
.
1.15 Определение необходимого количества оборудования
Необходимое количество станков S для выполнения годовой программы выпуска определяется по формуле:
где:
Si - количество единиц оборудования для выполнения одной
операции;
Тшт.к.
- штучное время обработки изделия на данной операции, мин;
N - количество
изделий, подлежащих обработке в год;
F = 4015 -
действительный годовой фонд времени работы оборудования, час;
Кв
= 1,1…1,3 - коэффициент выполнения норм времени.
Коэффициент
загрузки оборудования:
где:
Sпр - принятое количество станков.
Тогда
необходимое количество станков для автоматной операции:
Коэффициент
загрузки:
1.16 Уточнённый расчёт типа производства
Уточнённый расчёт типа производства производится на основе определения
коэффициента закрепления операции:
(1.44)
где
n - количество всех различных технологических операций,
выполняемых в течение года.
Р-
число рабочих мест, необходимых для выполнения производственной программы.
В
предыдущем пункте мы определили коэффициенты загрузки оборудования
разработанного техпроцесса. Так как на единственной автоматной операции он
соответствует нормативному для крупносерийного и массового производства (η =
0,75…0,8), то на данном станке для
выполнения программы выпуска, весь год будет обрабатываться одна деталь.
Определим
количество операций, выполняемых на рабочем месте за год при нормативной
загрузке оборудования:
(1.45)
где
η
= 0,75 - нормативный коэффициент загрузки
станков для крупносерийного и массового типа производства;
ηi - коэффициент
загрузки станка операции.
Тогда
коэффициент закрепления операций:
Кзо
= 1,02
Тип
производства по ГОСТ 3.1108-74 характеризуется коэффициентом закрепления
операций:
…10
- массовое и крупносерийное;
…20
- среднесерийное;
…40
- мелкосерийное.
В
единичном производстве коэффициент закрепления операций не нормируется.
Так
рассчитанное значение Кзо приблизительно равно 1, то можно сделать вывод о том,
что предварительный выбор массового типа производства для выполнения требуемой
годовой программы выпуска детали «Корпус 1445-27.004» (500000 штук) верен.
2. Расчёт и проектирование средств технологического
оснащения
.1 Расчет и проектирование приспособления для
обработки детали «Корпус 1445-27.004»
деталь корпус заготовка обработка
2.1.1 Служебное назначение и описание работы
приспособления
Данное
приспособление предназначено для комплексной обработки детали «Корпус
1445-27.004» на многофункциональном станке «Микрон 50-012» агрегатного типа с
поворотным столом. Заготовки устанавливаются в приспособление вручную,
закрепление заготовок осуществляется пневмоприводом.
Приспособление
состоит из корпуса 1, к верхней части которого винтами прикреплены направляющие
3. На направляющих установлены две подвижные губки 4. На губках 4 установлены
прижимные губки 5 с призмами. В нижней части корпуса располагается встроенный
пневмоцилиндр, шток которого соединен с коромыслом 7. Оба конца коромысла
посредством осей 9 соединены с рычагами 6. Рычаги, закрепленные на осях 8,
вторым плечом устанавливаются в пазах подвижных губок. Приспособление
устанавливается на поворотное устройство, смонтированное в столе станка,
посредством двух штифтов по отверстиям Ø6Н7 и закрепляется двумя болтами М12. Поворотное устройство позволяет
осуществлять запрограммированный поворот приспособления с деталью и тем самым
обеспечивать ее полную обработку. Всего на поворотном столе станка на 12
позициях устанавливается 12 приспособлений с поворотными устройствами.
Приспособление
функционирует следующим образом. Заготовка доставляется манипулятором в зону
зажима с высокой точностью, при этом заготовка ориентирована манипулятором
таким образом, что большие лапы находятся сверху (захват манипулятором
осуществляется по боковым поверхностям больших лап). Прижим осуществляется
двумя парами равномерно сходящихся призм по наружным поверхностям Ø13, когда в штоковую полость пневмокамеры подается
давление. Таким образом, заготовка лишаются всех шести степеней свободы.
На
разгрузочной позиции, после того как манипулятор захватит готовую деталь,
воздух подается в безштоковую полость пневмокамеры, ее шток и коромысло
двигаются вверх, поворачивая рычаги, которые, в свою очередь, раздвигают
призмы, открепляя заготовку.
2.1.2 Расчет сил зажима заготовки
Расчет сил зажима сводится к решению задачи статики на равновесие
твердого тела под действием внешних сил. Величина сил зажима определяется из
условия равновесия всех сил, при полном сохранении контакта технологических баз
обрабатываемой заготовки с установочными элементами приспособления и
невозможности ее сдвига или поворота в процессе обработки. Рассмотрим силы,
действующие на заготовку.
Анализируя последовательность обработки заготовки, приходим к выводу о
том, что наибольшие силы будут действовать на заготовку при рассверливании
центрального отверстия в размер Ø15,2+0,1 на позиции 2 автоматной операции
(наибольший диаметр сверления из всех обрабатываемый отверстий, силы резания
при фрезеровании цилиндрической поверхности R8,8 меньше, см. пункт 1.12)
При сверлении на заготовку будут действовать осевая сила Р0 = 2127 Н и
крутящий момент М = 9,19 Н×м.
Крутящий момент будет создавать силу, стремящуюся отжать призмы, осевая
сила вызывает нормальные реакции на поверхностях призм, стремящиеся их разжать.
Этому противодействует непосредственно сила зажима и силы трения, возникающие в
местах контакта заготовки с призмами в результате действия силы зажима.
Изобразим схемы сил действующих на заготовку.
Рисунок 2.1 - Схема сил, возникающих под действие крутящего момента
Рисунок
2.2 - Схема сил, возникающих под действием осевого усилия
Рассмотрим
схему сил, возникающих под действием крутящего момента. Уравнение для силы
зажима, достаточной для противодействия данному смещению, будет иметь вид:
(2.1)
где
Q - усилие зажима, Н;
F - сила,
создаваемая крутящим моментом, Н;
Ртр
- сила, создаваемая моментом трения, возникающим под действием сил Q в
местах контакта заготовки с вертикальными призмами, Н;
К
- коэффициент запаса.
К
=К0×К1×К2×К3×К4×К5×К6,
(2.2)
где
К0 = 1,5 - гарантированный коэффициент запаса [1];
К1
= 1,2 - коэффициент, учитывающий колебание силы резания из-за непостоянства
припуска (при черновой обработке) [1];
К2
= 1,15 - учитывает увеличение силы резания в результате износа инструмента
(расчет по крутящему моменту при сверлении) [1];
К3
= 1,0 - учитывает условие обработки при прерывистом резании (рассверливание)
[1];
К4
= 1,0 - учитывает постоянство силы зажима (пневмоцилиндр двойного действия)
[1];
К5
= 1,0 - учитывает удобство расположения рукояток [1];
К6
= 1,0 - учитывает наличие момента стремящегося повернуть заготовку на плоскости
(заготовку не устанавливают по плоскости) [1].
К
= 1,5×1,2×1,15×1,0×1,0×1,0×1,0
= 2,07
Так
как рассчитанный коэффициент запаса меньше 2,5, то принимаем К = 2,5.
где
а = 11 - плечо рычага (расстояние от оси обрабатываемого отверстия до середины
горизонтальных призм), мм.
где
f = 0,2 - коэффициент трения при закреплении по
необработанной поверхности [1];
d = 13 - диаметр
поверхности, по которой происходит закрепление, мм.
Тогда
окончательное уравнение для силы зажима будет иметь вид:
Тогда
минимальная необходимая сила зажима равна:
Рассмотрим
схему сил, возникающих под действием осевого усилия. Уравнение для силы зажима,
достаточной для противодействия смещению, будет иметь вид:
(2.3)
где
FТР - силы трения, возникающие под действием силы
зажима Q в местах контакта заготовки с вертикальными призмами;
где
φ = 11,3º - угол трения при коэффициенте трения f =
0,2.
Тогда
окончательное уравнение для силы зажима будет иметь вид:
Тогда
минимальная необходимая сила зажима равна:
Дальнейший
расчет буде вести по наибольшей величине силы зажима Q = 919 Н.
Усилие
со штока пневмоцилиндра на подвижные губки передается через два рычага. Сила на
плече рычага, соединенного с губкой равна 919 Н. Тогда сила на плече рычага,
соединенного с коромыслом:
(2.4)
где
L1 = 31 - длина плеча рычага соединенного с подвижной
губкой, мм;
L2 = 28 - длина
плеча рычага соединенного с коромыслом, мм.
Так
как заготовка зажимается двумя губками, то суммарная сила зажима на штоке
пневмоцилиндра:
(2.5)
Формула
для расчета рабочего диаметра пневмоцилиндра с подачей давления при зажиме в
штоковую плоскость:
(2.6)
где
Q = Qзаж - сила зажима заготовок, мм;
р
= 0,63 - давление воздуха в пневмосети цеха, МПа;
d = 16 - диаметр
штока, мм.
В
проектируемом приспособлении применяем пневмоцилиндр стандартного диаметра D =
80 мм, тогда сила зажима с учетом потерь на трение (КПД η = 0,92):
(2.7)
Так
как Qпр > Qзаж., то заготовка при обработке будет надежно
закреплена.
2.1.3 Расчет приспособления на точность
Цель расчета приспособления на точность заключается в определении
требуемой точности изготовления приспособления по выбранному точностному
параметру и задании допусков размеров деталей и элементов приспособления.
Так как при установке в данном приспособлении производится полная
обработка детали, расчет точности произведем для одного из наиболее точных чертежных
размеров, точность которых не обеспечивается инструментом. На позиции 6 при
рассверливании ступенчатого отверстия в боковом приливе выдерживается размер
9,5±0,1 мм от оси этого отверстия до торца детали.
Погрешность изготовления приспособления, допустимую для обеспечения
требуемой точности выдерживаемого размера определим по формуле:
(2.8)
где
δ
= 0,2 мм - допуск выдерживаемого размера;
Кт
= 1,1 - коэффициент, учитывающий отклонение рассеяния значений составляющих
элементов от закона нормального распределения;
Кm1 =
0,85 - учитывает уменьшение предельного значения погрешности базирования при
обработке на настроенных станках;
Кm2 =
0,75 - коэффициент, учитывающий долю погрешности обработки в суммарной
погрешности, вызываемой факторами, не зависящими от приспособления;
ω = 0,12 мм - среднеэкономическая точность обработки, для
рассверливания принята как для зенкерования по [1] (зависит от неравномерности
снимаемого припуска, геометрических погрешностей станка и других погрешностей,
не зависящих от приспособления);
εб - погрешность базирования. Измерительной базой в данном случае
является торец детали, а технологической - ось наружной поверхности Ø13, по которой производиться базирование в горизонтальные
призмы. Так как измерительная база предварительно обрабатывается относительно
технологической без переустановки, то в качестве погрешности базирования
возьмем среднюю экономическую точность обработки измерительной базы
относительно технологической по 10 квалитету (однократная подрезка торца,
обработка детали из алюминиевого сплава):
εб = 0,07 мм.
εз = 0 - так как заготовка устанавливается в самоцентрирующемся
приспособлении, то силы зажима компенсируют друг друга и смещения оси
обрабатываемого отверстия в результате контактных деформаций не происходит;
εу - погрешность установки
приспособления на станке. Погрешность установки проектируемого зажимного
приспособления на поворотное приспособление отсутствует, так как установка
осуществляется на конические штифты без зазора и в дальнейшем приспособление не
перемещается, первоначальную погрешность расположения конических отверстий
можно нивелировать настройкой станка. Так как обработка производится на
агрегатном станке с поворотным столом и поворотным приспособлением, то на окончательную
точность установки приспособления относительно силовых головок будет оказывать
влияние погрешность индексации:
(2.9)
где
εи.стола = 0,02 - погрешность индексации вращающегося
стола многофункционального агрегатного станка, мм;
εи - погрешность положения рабочих поверхностей призм в результате их
изнашивания в процессе эксплуатации. Так как в первом приближении призмы
изнашиваются равномерно по всей длине, то на рассматриваемый размер их износ не
влияет.
εи = 0
εпи = 0 - погрешность перекоса инструмента из-за неточности изготовления
направляющих элементов, так как направляющие элементы отсутствуют.
Полученный
результат имеет положительный знак и, следовательно требуемая точность
обработки может быть обеспечена при использовании проектируемого
приспособления. Данная величина является суммарной величиной погрешностей
элементов приспособления, влияющих на выдерживаемый параметр (точность
расположения губок в зажатом состоянии относительно отверстий под конические
штифты).
2.1.4 Расчет приспособления на прочность
Проанализировав конструкцию приспособления, можно прийти к выводу, что
одним из наиболее нагруженных звеньев является ось, соединяющая коромысло со
штоком пневмоцилиндра. Данная ось воспринимает при зажиме заготовки поперечную
силу от двух рычагов и штока пневмоцилиндра и при проектировании необходимо
провести проверку этой оси на срез.
Условие прочности при расчете оси на срез имеет вид:
(2.10)
где: Р - расчетная поперечная
сила, Н;- диаметр оси, мм;
[
] = 200 МПа - допускаемое напряжение среза для стали
45Х после закалки с охлаждением в масле до HRC 48.
Расчетная поперечная сила
равна геометрической сумме сил от штока пневмоцилиндра и рычагов. Так как силы
параллельны друг другу, то геометрическую сумму можно заменить алгебраической.
Р = Р1+ Р2+Р3 (2.11)
где Р1 = Qшт.пневм.
= 2795 - сила от штока пневмоцилиндра, Н;
Р2 = Р3 = Р1/2 - силы
приложенные к рычагам, Н:
Р = 2× Р1 = 2×2795 = 5590 Н (2.12)
Тогда минимальный необходимый
размер опасного сечения оси:
мм (2.13)
Принятая ось диаметром d =
10 мм обеспечит требуемую прочность.
2.2
Расчёт и проектирование приспособления для контроля соосности отверстий Ø10,36+0,03 и Ø15,5+0,1
Данное контрольное
приспособление предназначено для контроля соосности конического отверстия Ø10,36+0,03
и цилиндрического отверстия Ø15,5+0,1.
Оно состоит из основания 5, на которое
установлены передняя 3 и задняя 2 опоры, а также кронштейн 1. В передней опоре
установлена неподвижная коническая оправка для базирования детали при
измерении. В задней опоре установлен подвижный прижим, приводящийся в движение
винтом. В кронштейн устанавливается индикатор часового типа с ценой деления 1
мкм.
Измерения проводят следующим
образом. В отверстие Ø15,5+0,1
устанавливают точную специальную цанговую
оправку 7. Лепестки цанги сжимают специальным инструментом и вставляют в
отверстие Ø15,5+0,1
до упора, после чего усилие снимают и
лепестки разжимаются. Усилия разжима лепестков достаточно для фиксации цанги в
отверстии и точного центрирования. Точность центрирования, согласно данным [1]
достигает 0,01…0,015 мм. Затем деталь с цангой устанавливают на коническую
оправку по коническому отверстию Ø10,36+0,03 и поджимается прижимом. Оправка выполнена с высокой
точностью и обеспечивает центрирование с погрешностью не более 0,005…0,01 мм
[1]. Ножку индикатора устанавливают на измерительный поясок цанговой оправки.
Устанавливаем шкалу индикатора на 0. Проворачивая деталь, снимаем показания
индикатора. Половина суммы максимального и минимального значения по абсолютной
величине будет характеризовать контролируемую несоосность. При контроле
необходимо учитывать коэффициент перевода, равный отношению длины цанговой
оправки (измерение производится на ее конце) к длине отверстия Ø15,5+0,1.
Для того чтобы контрольное
приспособление обеспечивало правильность контроля, требуется, чтобы его
погрешность была не более 1/3 допуска на контролируемый параметр.
; (2.14)
, (2.15)
где ∑εi -
суммарное значение погрешностей в процессе измерения.
Погрешности в процессе
измерения:
εб - погрешность базирования;
εЗ - погрешность закрепления;
εИ - погрешность в результате износа установочных
элементов;
εпер. мех - погрешность передаточных механизмов;
εизм. средства - погрешность средств измерения
(индикатора).
Найдем погрешности,
возникающие в процессе измерения:
1.
εб = 0,005 мм, погрешность
центрирования при базировании детали по конической оправке;
2.
εЗ = 0, сила разжима лепестков цанги
и сила поджима детали прижимом невелики и не вызывают таких контактных
деформаций, которые смогли бы повлиять на точность измерения;
3.
εИ = 0, так как при установке детали
на контрольное приспособление индикатор каждый раз выставляется на «0», а износ
конической оправки равномерен по ее длине;
4.
εпер. мех. = 0,015 мм, погрешность
центрирования цанговой оправки, являющейся передаточным элементом, в отверстии Ø15,5+0,1;
5.
εизм. средства = 0,004 мм, так как в
качестве средства измерения используется индикатор часового типа с ценой
деления равной 0,001 мм.
Допустимая погрешность:
Условие 
выполняется, значит, измерение будет проведено с
достаточной точностью.
2.3 Разработка конструкции
ступенчатого сверла
Ступенчатое сверло предназначено для обработки ступенчатого отверстия в
детали «Корпус 1445-27.004». Сверло изготавливаем перовым цельным из твердого
сплава ВК6ОМ по ГОСТ 3882-74. Перовое ступенчатое сверло более просто в изготовлении
по сравнению со спиральным. Максимальный диаметр обрабатываемого отверстия
равен Ø10,6±0,05
мм. Из-за малого
диаметра сверло проще изготовить цельным из твердого сплава. Твердый сплав
ВК6ОМ широко применяется для высокопроизводительной обработки деталей из
цветных металлов и сплавов, а также чугуна.
Рассчитаем диаметры ступеней инструмента:
=Dном+ESD - p
(2.16)
где Dном - номинальный диаметр отверстия,
мм;
ЕSD - верхнее отклонение обрабатываемого
отверстия, мм;
p -
величина разбивки отверстия при рассверливании, мм.
Ориентировочно величина разбивки принимается 0,3-0,4 допуска на
обрабатываемое отверстие.
Для отверстия Ø10,6±0,05 получаем:
р = (0,3…0,4)×TD (2.17)
р = (0,3…0,4)×0,1 = 0,03…0,04 мм.
Принимаем p = 0,03 мм.
dmax =
10,6+0,05-0,03 = 10,62 мм.
Допуск на изготовление по наружному диаметру рассчитаем по формуле:
св.= 0,25×TD (2.18)
Получаем:
Tdзен
=0,25×0,1
= 0,025 мм.
Получаем исполнительный диаметр сверла Æ10,62-0,025 мм.
Для отверстия Æ8,15+0,1 получим:
р = (0,3…0,4)×0,1 = 0,03…0,04 мм
Принимаем p=0,04 мм.
dmax =
8,15+0,1-0,04 = 8,21 мм.
Tdсв =
0,25×0,1
= 0,025 мм.
Получаем исполнительный диаметр сверла Æ8,21-0,025 мм.
Для отверстия Æ6±0,2 получим:
р = (0,3…0,4)×0,4 = 0,12…0,16 мм
Принимаем p = 0,15 мм.
dmax =
6+0,2-0,15 = 6,05 мм.
Tdсв =
0,25×0,4
= 0,1 мм.
Для размера фаски Æ11,5+0,1 получим:
р = (0,3…0,4)×0,1 = 0,03…0,04 мм
Принимаем p = 0,04 мм.
dmax =
11,5+0,1-0,04 = 11,56 мм.
Tdсв =
0,25×0,1
= 0,025 мм.
Получаем исполнительный диаметр сверла Æ11,56-0,025 мм.
Фаски в ступенчатом отверстии получаем введением на сверле дополнительных
режущих кромок. Допуск на длину ступеней принимаем равным 0,1 мм, отклонения
размеров - симметричное.
Конструктивные элементы сверла:
-
количество зубьев сверла 
;
цилиндрический
хвостовик - Ø15Н7.
полная
длина сверла l = 63±0,1 мм.
Геометрические
параметры рабочей части сверла для обработки латуни.
задний
угол принимаем равный α
= 10°.
-
передний угол γ
у перовых сверл является отрицательным
(тупым), что является недостатком данного вида сверл, принимаем его равным -2°.
главный
угол в плане φ
= 60°.
При
изготовлении и последующих переточках сверло базируется по цилиндрическому
хвостовику Ø15Н7.
2.4 Описание и расчет загрузочно-разгрузочного
устройства
Загрузочно-разгрузочное устройство предназначено для захвата заготовки из
подающего конвейера и установки ее в приспособление станка, а также для
транспортировки готовой детали из приспособления станка в контейнер с готовыми
деталями.
Устройство состоит из передней 1 и задней 2 стойки на которых установлен
кронштейн 4. На кронштейне при помощи коромысла 5 и рычажного устройства 6
закреплен манипулятор 3. Стойки установлены на основание 7, закрепляемое на
станине станка. В нижней части манипулятора находится зажимное устройство 10 с
датчиками контакта 11. Устройство функционирует следующим образом. Манипулятор
подводит зажимное устройство к заготовке, принявшей определенное
пространственное положение в устройстве подачи заготовок 8. Происходит захват заготовки
за боковые поверхности лап при упоре в торцы лап. Если захват заготовки
произошел правильно, срабатывают датчики контакта, встроенные в зажимные губки,
манипулятор выхватывает заготовку из подающего устройства и переносит ее в зону
зажима приспособления. Все движения манипулятора контролируются электронными
датчиками, благодаря чему точность позиционирования составляет не более ±0,2
мм. В зоне зажима губки приспособления в автоматическом режиме зажимают
заготовку, губки зажимного устройства разжимаются и манипулятор выходит из зоны
зажима. Стол станка поворачивается и на позицию разгрузки приходит готовая
деталь. Зажимное устройство манипулятора захватывает деталь и переносит ее в
желоб, ведущий в контейнер с готовыми деталями. Затем цикл повторяется снова.
Манипулятор приводится в движение сервоприводами.
Зажим осуществляется миниатюрным пневмоприводом, размещенным в корпусе
манипулятора. Диаметр пневмоцилиндра составляет 15 мм. Зажимные губки с
зубчатыми секторами приводятся в движение штоком с нарезанной на конце зубчатой
рейкой. На штоке имеется гайка для регулировки величины раскрытия зажимных
кулачков. При движении штока вверх губки зажимают деталь, а при движении вниз -
разжимают.
Для исправной работы манипулятора необходима правильная его эксплуатация
и систематический уход. В процессе эксплуатации манипулятора необходимо
регулярно смазывать движущиеся части.
Проведем проверочный расчет достаточности силы зажима, создаваемой
пневмоцилиндром манипулятора.
На заготовку при удержании ее манипулятором действует сила тяжести,
стремящаяся сместить заготовку вниз, относительно зажимных губок. Этому
противостоят силы трения, возникающие в местах контакта зажимных губок с
заготовкой под действием нормально направленных сил зажима.
Уравнение для зажимающей силы на штоке будет иметь вид [11]:
(2.19)
где
m = 0,061 - масса заготовки, кг;
g = 9,81 -
ускорение свободного падения у поверхности земли, м/с2;
f = 0,12 -
коэффициент трения между заготовкой и губкой (для незакаленных губок из стали
45 без рифления [11];
mc = 1,5 -
модуль зубчатого сектора, мм;
zc = 12 - число
зубьев зубчатого сектора;
а
= 20,5 - длина от середины зажимной губки до оси ее вращения (плечо рычага),
мм;
η = 0,94 - КПД зажимного механизма.
Минимальная
сила на штоке:
Формула
для расчета рабочего диаметра пневмоцилиндра с подачей давления при зажиме в
штоковую плоскость:
(2.20)
где
Q = 10,7 - сила на штоке, Н;
р
= 0,63 - давление воздуха в пневмосети цеха, МПа;
d = 8 - диаметр
штока, мм.
В
манипуляторе применяется пневмоцилиндр диаметра D = 15 мм, тогда
сила зажима с учетом потерь на трение (КПД η = 0,92):
(2.21)
Так
как Qпр > Q., то заготовка при обработке будет надежно
закреплена.
3. Технико-организационная часть
Специальный режущий инструмент, применяемый при производстве детали
«Корпус 1445-27.004» (сверла, резцы, фрезы) изготавливают в инструментальном
цехе завода. Всем инструментальным хозяйством завода руководит инструментальный
отдел. В инструментальное хозяйство входят следующие подразделения:
инструментально-штамповый отдел;
инструментальный цех;
центральный инструментальный склад;
инструментально-раздаточная кладовая (ИРК);
отделение по настройке инструмента, сборке и разборке его;
заточное отделение цехов;
отделение по обслуживанию участков цеха инструментов.
Обеспечение инструментом оборудования занимается ИРК. ИРК предназначена
для своевременного обеспечения участков цеха настроенным инструментом. Сюда входит
секция хранения и комплектации инструмента, секция доставки инструмента к
рабочим местам. В секции хранения и комплектации инструмента из центрального
инструментального склада и раскладка его по стеллажам, а также поддержание
оборотного фонда и подачи инструмента, карт наладки в секцию сборки и настройки
инструмента. Получив из зоны сборки и настройки инструмент, комплектующий
отправляет его в зону доставки к рабочим местам. Доставка может осуществляться
поштучно, блоками и комплектами, целыми инструментальными магазинами.
Инструмент может доставляться к станкам и возвращаться следующими путями:
транспортными рабочими;
внутрицеховым транспортом;
транспортной системой участка;
специальной транспортной системой, связанной с инструментальными
магазинами станков.
На проектируемом участке заготовки доставляются к загрузочному бункеру
многофункционального станка «Микрон 50-012» внутрицеховым транспортом в
контейнерах.
Существуют следующие способы замены режущего инструмента:
. Замена инструмента по отказам, т.е. замена инструмента производится по
мере выхода его из строя;
. Смешанная замена, т.е. каждый инструмент заменяют принудительно через
определенный промежуток времени, а инструмент,
вышедший из строя раньше этого периода, заменяют по отказу;
. Смешанно-групповая замена, т.е. инструменты, имеющие одинаковую среднюю
стойкость и закон распределения, заменяют одновременно по мере достижения
определенного периода времени, независимо от времени работы каждого
инструмента.
Исходя из серийного характера производства, а также различные стойкости
инструментов, используемых в технологическом процессе, принимаем решение об
использовании на участке смешанного способа замены режущего инструмента.
Ремонт оснастки выполняют в инструментальном цехе завода. В мастерской по
ремонту оснастки выполняют малый ремонт приспособлений и другой оснастки.
Уход и надзор за действующим оборудованием, планово-предупредительный
ремонт технических средств всех видов, а также модернизацию существующего и
изготовление нестандартного оборудования выполняет ремонто-механический цех
завода, также цеховые ремонтные базы цеха, если они достаточно сильные,
производят малые и средние ремонты, а ремонто-механический цех - капитальный
ремонт оборудования. Для периодического осмотра и ремонта электродвигателей
вентиляционных систем цеха, устройств электроавтоматики и электронных систем
предназначено отделение по ремонту электрооборудования и электронных систем.
Применение конвейера для уборки стружки проверим из условия удельной
массы стружки на м2 производственной площади больше 0,3 т/м2.
(3.1)
Где
mз - масса заготовки, тонны;
Mд - масса
детали, тонны;
Nгод - годовая
программа выпуска деталей, шт.;
S -
производственная площадь участка, м2.
Из формулы следует, что уборку стружки не целесообразно проводить
конвейером.
Удаление стружки производится сбором в контейнера. Так как стружка,
образующаяся при обработке латуни сыпучая, то применения стружкодробителей не
требуется. Затем всю стружку подвергают обезжириванию. Для этого на центрифугах
отделяют СОЖ, а затем промывают стружку горячей водой или щелочными растворами
в специальных машинах или подвергают обжигу, где органические примеси
испаряются и выжигают. Затем стружку брикетируют на специальных брикет-прессах.
СОЖ передают по трубопроводам из центральной установки к разборным
кранам, установленным на участках. В процессе работы станка используется
автономная система охлаждения станка, которая ежесуточно пополняется из разборных
кранов для восполнения потерь жидкости вследствие ее разбрызгивания, уноса со
стружкой и обработанной заготовкой.
Предприятия обеспечиваются электроэнергией от высоковольтной воздушной
линии электропередачи (ВЛЭП) напряжением 110кВ. Для понижения используют
следующий каскад: открытая понижающая станция 110/35кВ, затем открытые
центральные распределительные подстанции 35/10-6кВ и цеховые закрытые
трансформаторные подстанции 6-10/0.4кВ. Подстанции приближают к основным
потребителям электроэнергии для уменьшения потерь в сети. Электроэнергия
подводится непосредственно к станкам на участке с помощью подвесной
электрической шины, располагаемой на минимальном по технике безопасности
расстоянии от станков в 500 мм.
При производстве корпуса широко используют сжатый воздух для
пневматических зажимных устройств. Давление сжатого воздуха в сети
0.5...0.6МПа. Компрессорные станции размещены в изолированном помещении
вследствие высокого уровня создаваемого шума, и создаваемых вибраций.
Для обеспечения функционирования моечной машины, расположенной на
участке, до начала каждой смены обеспечивается заполнение ее резервуара моющим
раствором, приготовленным заранее на участке приготовления СОЖ.
Основное оборудование на участке размещаем в технологической
последовательности, по ходу технологического процесса. Такое расположение
оборудования не допускает возникновения встречных грузопотоков, что
положительно сказывается на работе участка. Пост отдела технического контроля
(ОТК) располагаем в отдельном помещении. Это необходимо для того, чтобы
исключить негативное влияние колебания температуры окружающей среды, вибраций
от работающего оборудования и других вредных факторов на точность измерения
(для контроля некоторых параметров используются средства высокой точности).
Контрольный стол, на котором осуществляется входной контроль, располагаем в
начале участка, возле расточного станка, осуществляющего первую операцию
техпроцесса.
Между технологическим оборудованием выдерживаем минимальное безопасное
расстояние (по требованиям техники безопасности) 800 мм. Транспортирование
деталей от станка «Микрон 50-012» к центрифуге и далее осуществляется
тележками.
4. Расчёт технико-экономических показателей
.1 Исходные данные для выполнения расчета
технико-экономических показателей
Таблица 4.1 - Базовый вариант изготовления детали «Корпус 1445-27.004»
|
N Опера-ции
|
Вид обработки
|
Модель станка
|
Тшт., мин
|
Трудоемкость программы, час
|
|
005
|
Автоматная
|
Микрон 50-012
|
0,438
|
3650
|
Годовая программа выпуска - 500000 штук.
Масса заготовки - 0,084 кг.
Масса детали - 0,051 кг.
Таблица 4.2 - Проектируемый вариант изготовления детали «Корпус
1445-27.004»
|
N Опера-ции
|
Вид обработки
|
Модель станка
|
Тшт., мин
|
Трудоемкость программы, час
|
|
005
|
Автоматная
|
Микрон 50-012
|
0,389
|
3241,67
|
Годовая программа выпуска - 500000 штук.
Масса заготовки - 0,061 кг.
Масса детали - 0,051 кг.
4.2 Определение потребностей в
материально-технических и трудовых ресурсах
Таблица 4.3 - Состав оборудования, базовый вариант
|
№ оп.
|
Модель оборудования
|
Количество на программу,
шт.
|
Габариты, мм
|
Коэффи-циент загрузки
|
Мощность приводов, кВт.
|
Цена единицы оборудования,
млн. руб.
|
|
|
расчёт-ное
|
приня-тое
|
|
|
|
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
|
005
|
Микрон 50-012
|
0,699
|
1
|
7260х3950
|
0,699
|
22
|
560
|
Производственная площадь цеха (участка) с учётом дополнительной площади,
м2 - 41,14.
Площадь необходимая для размещения транспортных средств и устройств,
систем управления станков с ЧПУ, м2 - 9,46.
Таблица 4.4 - Состав оборудования, проектируемый вариант
|
№ оп.
|
Модель оборудования
|
Количество на программу,
шт.
|
Габариты, мм
|
Коэффи-циент загрузки
|
Мощность приводов, кВт.
|
Цена единицы обору-дования,
млн. руб.
|
|
|
расчёт-ное
|
приня-тое
|
|
|
|
|
|
005
|
Микрон 50-012
|
0,621
|
1
|
7260х3950
|
0,621
|
22
|
560
|
Производственная площадь цеха (участка) с учётом дополнительной площади,
м2 - 41,14.
Площадь необходимая для размещения транспортных средств и устройств,
систем управления станков с ЧПУ, м2 - 9,46.
4.2.1 Расчет потребности в материалах и
инструменте
Количество основных материалов на годовую программу рассчитывается по
нормам расхода материалов.
МС = qн·Q (4.1)
где: qн - норма расхода материала на одно
изделие, кг;- годовой объём выпуска продукции, шт.
Базовый вариант:
МС = 0,084·500000 = 42 т.
Проектируемый вариант:
МС = 0,061·500000 = 30,5 т.
Количество вспомогательных материалов определяется, исходя из норм
расхода на единицу оборудования:
Мвсп
= q
·Оп (4.2)
где:
q = 250000 руб./ед. об. - норма расхода на единицу
оборудования в стоимостном выражении.
Оп
- количество принятого производственного оборудования.
Для
базового варианта:
Мвсп
= 250000·1= 0,25 млн. руб.
Для
проектируемого варианта:
Мвсп
= 250000·1= 0,25 млн. руб.
Количество
материального и режущего инструмента и прочей легкой оснастки, определим
аналогично потребности во вспомогательных материалах по формуле 4.2:
Для
базового варианта:
Минстр
= 1500000·1= 1,5 млн. руб.
Для
проектируемого варианта:
Минстр
= 1500000·1 = 1,5 млн. руб.
4.2.2 Расчет численности работающих
Количество
производственных рабочих определяется по трудоемкости механической обработки:
(4.3)
где:
Чр - расчетное количество производственных рабочих, чел.;
Тгод
- трудоемкость механической обработки на годовую программу, чел-ч.;
Фэ.р
=1840 - эффективный годовой фонд времени рабочего, ч.;
Численность
производственных рабочих занесем в таблицу.
Таблица
4.5 - Численность производственных рабочих базового ТП
|
N опер.
|
Вид обработки
|
Базовый вариант
|
|
Тгод,час
|
nрасч,чел
|
nприн,чел
|
|
005
|
Автоматная
|
3650
|
1,98
|
2
|
|
Итого
|
2
|
Таблица 4.6 - Численность производственных рабочих проектируемого ТП
|
N опер.
|
Вид обработки
|
Проектируемый вариант
|
|
Тгод,час
|
nрасч,чел
|
nприн,чел
|
|
005
|
Автоматная
|
3241,67
|
1,76
|
2
|
|
Итого
|
2
|
Количество вспомогательных рабочих рассчитываем по нормам обслуживания.
На участке работают слесаря - механики, слесаря - электрики, слесаря по общему
ремонту, смазчики.. С учетом норм обслуживания, как для базового, так и для
проектируемого вариантов принимаем по одному вспомогательному рабочему каждой
специальности. Общее количество вспомогательных рабочих - 4.
Таблица 4.7 - Численность инженерно-технических работников
|
ИТР
|
Базовый
|
Проектируемый
|
|
Мастер
|
1
|
1
|
|
Технолог
|
1
|
1
|
|
Итого
|
2
|
2
|
К младшему обслуживающему персоналу относят уборщиц конторских помещений.
В базовом варианте - 1 человек, и для проектируемого варианта назначим одного
человека.
4.3 Расчет капитальных вложений
Капиталовложения при проектировании участков и цехов следует определять
прямым счетом по отдельным элементам вложений. К капвложениям относятся затраты
на приобретение оборудования и транспортных средств, строительство новых или
реконструкцию действующих зданий и сооружений и некоторые другие составляющие
основных фондов. В общем случае величина капитальных (К) вложений включает в
себя следующие составляющие:
К = Коб + Кзд + Косн + Кинв + ОбС . (4.4)
4.3.1 Капиталовложения в оборудование
, (4.5)
где
h - количество типоразмеров (моделей) оборудования;
ЦБi -
балансовая стоимость единицы оборудования (транспортного средства) с учетом
затрат на доставку, монтаж и устройство фундамента (если исходных сведений о
таких затратах нет, то не более 20% от стоимости оборудования), руб;
Оi -
количество единиц оборудования i-го типоразмера (вида);
mi - значение коэффициента занятости оборудования i-го
типоразмера (вида) изготовлением рассматриваемой продукции.
Коэффициент
занятости оборудования mi =1 так как дополнительная загрузка оборудования не
предусмотрена.
Для
базового варианта:
Для
проектируемого варианта:
4.3.2 Капиталовложения в здание
Капвложения
в здание (Кзд) определяются следующим образом:
Кзд
= (Sц + Sтс) · mср ·
Цзд (4.6)
где
Sц - производственная площадь, занимаемая участком,
цехом, м2 ;
mср - средний коэффициент занятости площади при изготовлении
рассматриваемой продукции (определяется аналогично mi);
Sтс - площадь,
потребная для размещения транспортных средств и устройств, систем управления
станков с ЧПУ, м2;
Цзд
=0,25 млн. руб. - стоимость 1 м2 площади механического цеха.
Для
базового варианта:
Кзд
= (41,14+9,46) · 1 · 0,25 = 12,65 млн. руб.
Для
проектируемого варианта:
Кзд
= (41,14+9,46) · 1 · 0,25 = 12,65 млн. руб.
.3.3 Капиталовложения в дорогостоящую оснастку
В
механических цехах в первом приближении вложения в оснастку примем в размере
10% от стоимости оборудования.
Для
базового варианта:
Косн
= 672 · 0,1 = 67,2 млн. руб.
Для
проектируемого варианта:
Косн
= 672 · 0,1 = 67,2 млн. руб.
4.3.4 Капиталовложения в запасы материалов (оборотные
средства)
Они
охватывают вложения в запасы основных и вспомогательных материалов, топлива, а
также различных комплектующих изделий. Капиталовложения в запасы материалов
рассчитываются следующим образом:
,
(4.7)
где
w- число видов материалов, необходимых для производства
продукции;
Мс
- необходимое количество материалов с-го вида на объем выпуска продукции, шт;
Дп
- длительность рассматриваемого периода, дни;
Доб
- длительность одного оборота оборотных средств, дни;
,
(4.8)
где
tшт - штучное время выполнения операций
технологического процесса, мин;
k =2 -
коэффициент, учитывающий длительность операций, связанных с перемещением,
маркировкой, оформлением документов и др;
Тз
=20 дней - количество дней на которые создается текущий, страховой и
транспортный запасы, принимается в зависимости от частоты поставок материалов.
Цм.с
- оптовая цена заготовок с-го вида с учётом способа их получения (материала),
руб/шт. Стоимость заготовок берётся по предыдущим расчетам из первого раздела
пояснительной записки;тз.с=1,06 - коэффициент, учитывающий
транспортно-заготовительные расходы по приобретению материалов с-го вида.
Таблица
4.8 - Капиталовложения в запасы материалов
|
N п/п
|
Варианты
|
Доб, дн.
|
Оборотные средства, млн.
руб.
|
|
1
|
Базовый
|
500000
|
20,001
|
81,2
|
|
2
|
Проектируемый
|
500000
|
20,001
|
76,21
|
4.3.5 Капиталовложения в инвентарь
Капиталовложения для производственного инвентаря составляют 1-2% от
капиталовложения в основное оборудование.
Для базового варианта:
Кинв = 0,02×672 = 13,44 млн. руб.
Для проектируемого варианта:
Кинв = 0,02×672 = 13,44 млн. руб.
Результаты расчета отдельных элементов капитальных вложений сводим в
следующую таблицу.
Таблица 4.9 - Капиталовложения, млн. руб
|
Nп/п
|
Наименование
|
Условное обозначение
|
Базовый вариант
|
Проектируемый вариант
|
|
1
|
Капиталовложения в
оборудование
|
Коб
|
672
|
672
|
|
2
|
Капиталовложения в здание
|
КЗД
|
12,65
|
12,65
|
|
3
|
Капиталовложения в оснастку
|
КОСН
|
67,2
|
67,2
|
|
4
|
Капиталовложения в запасы
материалов (оборотные средства)
|
ОбС
|
81,2
|
76,21
|
|
5
|
Капиталовложения в
инвентарь
|
КИНВ.
|
13,44
|
13,44
|
|
Итого
|
846,49
|
841,5
|
4.4 Расчет себестоимости продукции
.4.1 Затраты на материалы
Затраты на материалы (См) могут быть рассчитаны по формуле:
,
(4.9)
где
w- число видов материалов, применяемых при изготовлении
изделия;
Цм
с - оптовая цена на материал с-го вида с учетом транспортно-заготовительных
расходов, руб/т ;
Мс
- потребности в материале с-того вида, т;
Мотх.
с - реализуемые отходы материалов с-того вида, кг;
Цотх.с
- цена отходов материала, руб/ кг.
Для
базового варианта:
Для
проектируемого варианта:
4.4.2 Заработная плата рабочих
Основная
заработная плата рабочих основных и вспомогательных определяется по формуле:
Со
з = (Ссд з + Свр з) ·kот·kм , (4.10)
где
Ссдз, Сврз - прямой фонд заработной платы рабочих-сдельщиков и рабочих
повременщиков, руб;
kот - отраслевой
коэффициент, kот= 1,2;
kм - коэффициент доплат за многостаночное обслуживание
(1,0-1,6).
Прямой фонд заработной платы (рабочих-сдельщиков в зависимости от
необходимой точности расчета) можно рассчитать согласно формуле 4.13.
В приближенных расчетах:
С сд з = Тгод ·Сзсч , (4.11)
где Тгод - суммарная трудоемкость изготовления продукции за год, чел.-ч;
Сзсч - средняя часовая тарифная ставка заработной платы в цехе (на
участке), руб/чел.-ч.
Прямой фонд заработной платы рабочих-повременщиков рассчитывается
следующим образом:
Свр з = nврр · Фэ.р · Сзсч·kзан , (4.12)
где nврр - потребное количество рабочих
-повременщиков, чел.;
Фэ.р - эффективный годовой фонд времени рабочего, ч;
kзан -
коэффициент занятости, работника выпуском рассматриваемой продукции;
(определяется также как mi).
Среднечасовая тарифная ставка (Сзсч) рассчитывается как средневзвешенная
величина:
, (4.13)
где
nIр, nIIр, …- количество рабочих соответствующих разрядов;
СIзч,
СIIзч, … - тарифные часовые ставки этих рабочих,
(тарифные коэффициенты соответствующих разрядов указаны в приложении), руб/час.
Прямой
фонд заработной платы рабочих-сдельщиков:
Базовый вариант:
Проектируемый
вариант:
Прямой
фонд заработной платы рабочих-повременщиков рассчитаем по формуле (4.14).
Базовый
вариант:
Проектируемый
вариант:
Тогда
основная заработная плата по формуле (4.12):
Базовый
вариант:
Проектируемый
вариант:
Дополнительная заработная плата рабочих (основных и вспомогательных)
определяется по следующей формуле:
,
( 4.14 )
где
kдз - коэффициент, учитывающий дополнительную плату, с
учетом премиальных выплат (принимается от 10 до 50%).
Базовый
вариант:
Проектируемый
вариант:
Отчисления
на социальное страхование с заработной платы рабочих определяется:
,
( 4.15)
где
kсс= 35% - коэффициент, учитывающий отчисления на
социальное страхование.
Базовый
вариант:
Проектируемый
вариант:
Годовой
фонд заработной платы ИТР и служащих, находящихся на штатно-окладной системе,
определяется в следующем порядке:
С
итрз = С слз = nи · Зм · kзан , ( 4.16 )
где
nи - количество работающих определенной специальности,
чел.;
Зм
- месячный оклад работающего определенной специальности руб/ мес;
kзан -
коэффициент занятости, работника выпуском рассматриваемой продукции;
определяется как и mi.
Базовый
вариант:
Проектируемый
вариант:
Дополнительная
заработная плата ИТР аналогично формуле (4.14):
Базовый
вариант:
Проектируемый
вариант:
Отчисления
на социальное страхование с заработной платы ИТР по формуле 4.15:
Базовый
вариант:
Проектируемый
вариант:
4.4.3 Затраты на амортизацию оборудования
Затраты на амортизацию оборудования, транспортных средств и дорогостоящей
оснастки (А):
,
( 4.17 )
где
h - количество моделей оборудования;
ЦБi -
балансовая стоимость единицы оборудования (транспортного средства), руб;
Оi -
количество единиц оборудования i-го вида;
mi - значение коэффициента занятости оборудования i-го
вида изготовлением рассматриваемой продукции;
На
- норма годовых амортизационных отчислений на замену оборудования (транспортных
средств и дорогостоящей оснастки) i -го вида.
На
= 6,7% - для агрегатных станков и полуавтоматов.
Базовый
вариант:
Проектируемый
вариант:
4.4.4 Затраты на ремонт оборудования
Затраты
на ремонт оборудования берем 8% от суммы капиталовложения в основное
оборудование.
Таблица
4.10 - Затраты на ремонт оборудования
|
№п/п
|
Варианты
|
Коб, млн. руб.
|
Зрем, млн. руб.
|
|
1
|
Базовый
|
672
|
53,76
|
|
2
|
Проектируемый
|
672
|
53,76
|
4.4.5 Затраты на энергию
Затраты на энергию Сэ складываются из затрат на силовую, технологическую
электроэнергию, топливо, сжатый воздух, газ.
,
(4.18 )
где
Стэ - затраты на силовую и технологическую электроэнергию, руб;
Ссж
- затраты на сжатый воздух, руб;
Спар
- затраты на пар, руб;
Стоп
- затраты на топливо, руб.
Затраты
на силовую и технологическую электроэнергию определяют по следующей формуле:
,
( 4.19)
где
h - количество моделей оборудования;
Мэi -
суммарная установленная мощность электродвигателей i-й модели
оборудования, кВт;
Fдi
-действительный фонд времени работы i- ого оборудования, ч;
kод- коэффициент
спроса электроэнергии (1,03- 1,07);
kп -
коэффициент, учитывающий потери в сети (1,03 - 1,05);
Цэ
=320 - цена 1 кВт.ч электроэнергии, руб/кВт.ч.
Базовый
вариант:
Проектируемый
вариант:
Затраты на сжатый воздух (Ссж), определяют по формуле:
Ссж = Нсж · FдΣ ·kп · Цсж , (4.20)
где Нсж - среднечасовая норма расхода сжатого воздуха
на один станок (1...3 м3/час);
FдΣ -действительный суммарный фонд времени работы
оборудования использующего сжатый воздух, ч;
kп- коэффициент, учитывающий потери сжатого воздуха (равен
1,5);
Цсж =46,1- цена 1 м3 сжатого воздуха, руб/м3.
Базовый вариант:
Ссж = 2 · 3650 ·1,5 · 46,1 = 0,5 млн.руб.
Проектируемый вариант:
Ссж = 2 · 3241,67 ·1,5 · 46,1 = 0,45 млн.руб.
Так как в проекте не предполагается изменение операций
промывки деталей и изменения программы выпуска продукции, то расчёт затрат на
пар для производственных нужд, а так же затрат на воду для промывки деталей,
для приготовления СОЖ и охлаждения оборудования в приближённом расчёте
опускаем.
Затраты на воду для бытовых нужд (Св.б)
Св.б = Нв.б · kзан · nΣ ·Цв.б· , (4.21)
где Нв.б - норма расхода воды на одного работающего в
смену (0,06м3);
nΣ - количество работающих, чел.;
Цв.б =615 - стоимость 1 м3 воды для бытовых нужд,
руб/м3;
kзан -
коэффициент занятости, работника выпуском рассматриваемой продукции.
Базовый вариант:
Св.б = 0,06 · 1 · 1 · 615 = 36,9 руб.
Проектируемый вариант:
Св.б = 0,06 · 1 · 1 · 615 = 36,9 руб.
Так как полученные значения затрат на воду для бытовых
нужд малы по сравнению с остальными суммами затрат, в дальнейших расчётах их не
учитываем.
4.4.6 Затраты на смазочно-обтирочные материалы
Затраты на вспомогательные материалы (Св) определяются исходя из годовой
потребности в каждом виде, определённой в пункте 4.1, либо укрупнено по средней
величине затрат
,
(4.22)
где
h - количество моделей оборудования;
Нр.вм
250000 - средняя величина затрат на смазочно-обтирочные материалы за год в
расчете на единицу оборудования i-го вида, (руб/год)/ед.об.;
Оп -количество принятого производственного оборудования i-го вида, шт.
Базовый вариант:
Проектируемый
вариант:
4.4.7 Затраты по приспособлениям, режущему и
измерительному инструменту и прочей оснастки
Затраты
по приспособлениям, режущему и измерительному инструменту и прочей оснастки
составляют 18% от кап. вложений в оснастку.
Базовый
вариант:
Проектируемый
вариант:
4.4.8 Затраты на содержание помещений, текущий
ремонт зданий, а также их амортизацию
Затраты
на содержание помещений и сооружений в год в первом приближении принимаем 2% от
их первоначальной стоимости.
Базовый
вариант:
Проектируемый
вариант:
Затраты
на амортизацию зданий:
где:
Qd - норма годовых амортизационных отчислений, Qd =
1,2%.
Базовый
вариант:
Проектируемый
вариант:
Затраты
на текущий ремонт зданий в первом приближении принимаем 1% от их первоначальной
стоимости.
Базовый
вариант:
Проектируемый
вариант:
4.4.9 Затраты на испытания, опыты, исследования,
рационализацию и изобретательство
Величину
данных затрат принимаем одинаковой как для базового, так и для проектируемого
варианта.
4.4.10 Затраты на охрану труда
Величина
затрат на охрану труда составляет 5% от годового фонда заработной платы
рабочих.
Базовый
вариант:
Проектируемый
вариант:
4.4.11 Затраты на малоценный и быстроизнашивающийся
инвентарь
Затраты
на малоценный и быстроизнашивающийся инвентарь определяются по формуле:
где:
nр - число рабочих на участке, чел.;
Сраб
=170000- затраты в год на одного рабочего, руб./чел.,
Базовый
вариант:
Проектируемый
вариант:
На
основании проведенных расчетов заполняем таблицы.
Таблица
4.11 - Смета расходов на содержание и эксплуатацию оборудования, млн.руб
|
Наименование статей
расходов
|
Величина расходов
|
|
базовый вариант
|
проектируемый вариант
|
|
1.Амортизация оборудования,
транспортных средств, ценного инструмента и приспособлений
|
45,02
|
45,02
|
|
2. Затраты на эксплуатацию
оборудования всего в том числе: - стоимость вспомогательных материалов
-основная и дополнительная зарплата вспомогательных рабочих, с отчислениями
на соцстрах - затраты на энергию для технологических целей -затраты по
приспособлениям, режущему и мерительному инструментам и прочей оснастке
|
58,77 0,25 18,36 28,06
12,1
|
54,96 0,25 17,69
24,92 12,1
|
|
3. Затраты на текущий
ремонт оборудования и транспортных средств
|
53,76
|
53,76
|
|
4. Затраты на МБП
|
0,17
|
0,17
|
|
ИТОГО
|
157,72
|
153,91
|
Таблица 4.12 - Смета цеховых расходов, млн.руб
|
Наименование статей
расходов
|
Величина расходов
|
|
базовый вариант
|
проектируемый вариант
|
|
1.Содержание аппарата
управления цехом участком (зарплата ИТР)
|
21,06
|
21,06
|
|
2. Содержание прочего
цехового персонала (зарплата МОП)
|
5,83
|
5,83
|
|
3. Амортизация зданий
|
0,15
|
0,15
|
|
4. Содержание зданий
|
0,25
|
0,25
|
|
5. Текущий ремонт зданий
|
0,13
|
0,13
|
|
6. Испытания, опыты и
исследования, рационализация и изобретательство
|
10
|
10
|
|
7. Охрана труда
|
0,92
|
0,88
|
|
8. Прочие расходы (3% от
суммы затрат пунктов 1-7)
|
1,15
|
1,15
|
|
ИТОГО
|
39,49
|
39,45
|
Таблица 4.13 - Калькуляция цеховой себестоимости продукции, млн.руб
|
Наименование статей
расходов
|
Величина расходов
|
|
базовый вариант
|
проектируемый вариант
|
|
1. Стоимость основных
материалов, за вычетом возвратных отходов
|
639,36
|
525,9
|
|
2. Основная заработная
плата производственных рабочих
|
10,46
|
10,08
|
|
3. Дополнительная
заработная плата производственных рабочих
|
3,14
|
3,02
|
|
4. Налоги и отчисления в
бюджет и внебюджетные фонды с зарплаты производственных рабочих
|
4,76
|
4,59
|
|
5. Расходы на содержание и
эксплуатацию оборудования .
|
157,72
|
153,91
|
|
6. Цеховые расходы .
|
39,49
|
39,45
|
|
ИТОГО
|
854,93
|
736,95
|
4.5 Оценка экономической эффективности проекта
.5.1 Общая экономическая эффективность проекта
Общая экономическая эффективность проекта оценивается показателем
(коэффициентом), характеризующим величину прироста чистой прибыли предприятия
на каждый рубль необходимых для получения этой прибыли капиталовложений, т.е.
,
(4.23)
где
Пч - чистая прибыль предприятия от реализации годового объема произведенных
изделий, руб;
К
- капиталовложения, необходимые для производства годового объема изделий, руб.
При определении годового объема продукции в отпускных ценах и чистой
прибыли (Пч) принято упрощение, которое уменьшает трудоемкость расчетов, но не
снижает точность определения величины чистой прибыли. Суть упрощения состоит в
следующем: при определении величины чистой прибыли в затраты и результаты не
включаются составляющие, которые тождественны по величине во всех
рассматриваемых вариантах технологических процессов. К тождественным
составляющим результатов и затрат относятся: общезаводские расходы, налоги и
сборы, неизменные по величине во всех вариантах.
,
(4.24)
где
Q - годовой объём выпуска продукции в стоимостном
выражении, руб.
=
С + Пбал , (4.25)
где
С - себестоимость годового выпуска продукции, руб;
Пбал
- балансовая прибыль по выпускаемой продукции, руб;
,
(4.26)
где
R = 30 - введённая норма рентабельности, %.
Проектируемый
вариант:
Объем
выпуска продукции в стоимостном выражении:
Базовый
вариант:
Проектируемый
вариант:
Ннед
- сумма налога на недвижимость, руб
,
(4.27)
где
Тнед =1 - ставка налога на недвижимость, %;
Коб,
Кзд - капиталовложения в оборудование и здания, руб;
Нпр
- сумма налога на прибыль, руб.
Базовый
вариант:
Проектируемый
вариант:
Сумма
налога на прибыль :
,
(4.28)
где
Пнал -прибыль предприятия, облагаемая налогом на прибыль, руб;
Тпр
=24 - ставка налога на прибыль, %.
.
(4.29)
Базовый
вариант:
Проектируемый
вариант:
Подставив
полученные значения в формулу (4.28) получим:
Базовый
вариант:
Проектируемый
вариант:
Расчетная
чистая прибыль:
Базовый
вариант:
Проектируемый
вариант:
Общая
экономическая эффективность проекта:
Базовый
вариант:
Проектируемый
вариант:
.5.2 Сравнительная экономическая эффективность
Важнейшими
показателями сравнительной экономической эффективности, по которым оценивается
предпочтительность того или иного варианта проекта, являются приведенные
суммарные затраты (Зпр) по каждому рассматриваемому варианту, годовой
экономический эффект (Эг) и срок окупаемости дополнительных капиталовложений
(Т).
Зпр
= С + Ен · К; (4.30)
Эг
= (Сб - Спр) - Ен ·(Кпр - Кб); (4.31)
,
(4.32)
где
Ен =14 - нормативный коэффициент сравнительной экономической эффективности.;
К-
капиталовложения по одному из вариантов: Кб - в базовом варианте, Кпр - в
проектируемом;
Сб,
Спр - себестоимость продукции в базовом и проектируемом вариантах.
Базовый
вариант:
Проектируемый
вариант:
Экономический
эффект:
Срок
окупаемости дополнительных капиталовложений:
Базовый
вариант:
Проектируемый
вариант:
Таблица
4.14 - Основные экономические показатели проекта.
|
Наименование показателя
|
Единица измере-ния
|
Величина показателя
|
Величина отклонения (+,-)
|
|
|
базовый вариант
|
проекти-руемый вариант
|
абсолют-ное
|
относи-тельное
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
|
1. Годовой выпуск
продукции: - в натуральном выражении - в стоимостном выражении по цене
базового предприятия
|
шт. руб.
|
500000 1111,41
|
500000 958,04
|
- -153,37
|
- 0,14
|
|
2. Общая стоимость основных
производственных фондов, всего В том числе: - здания - оборудования
|
руб. -//- -//-
|
846,49 12,65 672
|
841,5 12,65 672
|
-4,99 - -
|
0,006 - -
|
|
3.Производственная площадь
участка
|
м2
|
41,14
|
41,14
|
-
|
-
|
|
4. Численность работающих,
всего В том числе: - основных производственных рабочих - вспомогательных рабочих
|
Чел. -//- -//-
|
9 2 4
|
9 2 4
|
- - -
|
- - -
|
|
5. Трудоемкость
изготовления единицы продукции
|
мин/шт
|
0,0073
|
0,0065
|
-0,0008
|
0,11
|
|
6. Выпуск продукции на
одного производственного рабочего: - в стоимостном выражении - в натуральном
выражении
|
руб/чел шт/чел
|
555,71 250000
|
479,02 250000
|
-76,69 -
|
0,14 -
|
|
7. Фондоотдача
|
руб/руб
|
1,31
|
1,14
|
-0,17
|
0,13
|
|
8. Фондовооруженность труда
|
руб/чел
|
423,25
|
420,75
|
-2,5
|
0,006
|
|
9. Средняя загрузка
оборудования
|
|
0,699
|
0,621
|
-0,078
|
0,11
|
|
10. Цеховая себестоимость
годового объема выпуска продукции
|
руб.
|
854,93
|
736,95
|
-117,98
|
0,14
|
|
11. Размер чистой прибыли
|
руб.
|
194,83
|
167,93
|
-26,9
|
0,14
|
|
12. Рентабельность
продукции
|
%
|
30
|
30
|
-
|
-
|
|
13. Абсолютная (общая)
эффективность капиталовложений
|
|
0,23
|
0,2
|
-0,03
|
0,13
|
|
14. Годовой экономический
эффект
|
|
118,68
|
-
|
-
|
|
15. Срок окупаемости
капиталовложений (либо дополнительных капиталовложений)
|
лет
|
0,99
|
1,14
|
0,15
|
0,15
|
5. Охрана труда и окружающей среды
.1 Организация охраны труда на предприятии
Администрация предприятия должна обеспечить надлежащее техническое
оборудование всех рабочих мест и создавать на них условия работы,
соответствующее правилам по охране труда (правилам по технике безопасности,
санитарным нормам и правилам).
Действующее трудовое законодательство устанавливает, что ответственность
за организацию труда в целом по предприятию несут директор и главный инженер.
По отдельным подразделениям такая ответственность возложена на руководителей
цехов, участков, служб. Непосредственное руководство организаций охраны труда
на предприятии осуществляется главным инженером предприятия.
Проведение текущих мероприятий по охране труда, являющихся официальным
приложением, составной частью коллективных договоров, а также в единых
комплексных планах оздоровительных мероприятий.
Руководитель предприятия может возложить обязанности по охране труда на
другого специалиста или иное лицо (с его согласия), которое после
соответствующего обучения и проверки знаний наряду с основной работой будет
выполнять должностные обязанности специалиста по охране труда.
При отсутствии на предприятии службы (специалиста по охране труда) оно
вправе заключить договор со специалистами или с организациями, оказывающими
услуги в области охраны труда.
Служба охраны труда организации создается ее руководителем в форме
самостоятельного структурного подразделения и подчиняется непосредственно
руководителю организации или по его поручению одному из его заместителей.
На должность специалиста по охране труда рекомендуется назначать, лиц,
имеющих квалификацию инженера по охране труда, либо специалистов, имеющих
высшее профессиональное (техническое) образование, без предъявления требований
к стажу работы, или среднее профессиональное (техническое) образование и стаж
работы в должности техника 1 категории не менее 3 лет либо в других должностях,
замещаемых специалистами со средним профессиональным (техническим)
образованием, не менее 5 лет.
Ответственность за деятельность службы несет руководитель предприятия.
Работники службы несут ответственность за выполнение своих должностных
обязанностей, определенных положением о службе и должностными инструкциями.
Служба охраны труда представляет руководителю предприятия предложения о
привлечении к ответственности виновных в нарушении законодательных и иных
нормативных правовых актов об охране труда.
Руководитель предприятия должен обеспечить необходимые условия для
выполнения работниками службы своих полномочий.
Рабочие места работников службы рекомендуется организовывать в отдельном
помещении, обеспечивать современной оргтехникой, техническими средствами связи
и оборудовать для приема посетителей.
Для осуществления ряда функций службы (проведение обучения, инструктажа,
семинаров, лекций, выставок) необходимо предусматривать организацию кабинета по
охране труда, оснащенного необходимой нормативной правовой и справочной
литературой.
Руководителю предприятия рекомендуется организовывать для работников
службы систематическое повышение квалификации и проверку знаний требований
охраны труда.
5.2 Требования к технологическому процессу
Требования безопасности к процессам обработки резанием всего
технологического цикла, включая операции технического контроля,
транспортирования межоперационного хранения объектов обработки и уборки
технологических отходов производства.
Разработка технологической документации, организация и выполнение
технологического процесса обработки вилки скользящей соответствуют требованиям
ГОСТ 12.3.002-75 и ГОСТ 12.3.025-80. В технической документации указаны
средства защиты работающих. Установка обрабатываемых заготовок и снятие готовых
деталей во время работы оборудования допускается вне зоны обработки при
применении специальных позиционных приспособлений (поворотные столов),
обеспечивающих безопасность работающих.
Смазывающе-охлаждающая жидкость, применяемая для обработки резанием,
имеет соответствующее разрешение Министерства Здравоохранения РБ. Стружку
(отходы производства) от металлорежущих станков убираем автоматизированным
способом.
Уборка рабочих мест от стружки и пыли производится способом, исключающем
пылеобразование. Для контроля размеров обрабатывающих заготовок во временя
работы оборудования предусматривается специальными приборами, позволяющими
производить замеры автоматически, без снятия детали.
5.3 Требования к производственным помещениям
Производственные помещения, в которых осуществляется процесс обработки
детали, соответствуют требованиям СНИП II-М.2-72, СНИП II-А-50-70 санитарных
норм проектирования промышленных предприятий, а также норм и правил,
утвержденных органами госнадзора.
Помещения в цехах и на участках обработки резанием, использование которых
связано с опасностью для работающих отделены от других помещений изолирующими
перегородками, имеют местную вытяжную вентиляцию и знаки безопасности по ГОСТ
12.4.009-83. Проемы в стенах производственных помещений участка обработки вилки
скользящей, предназначенные для транспортировки материалов, заготовок и
полуфабрикатов, готовых деталей и отходов производства, должны быть оборудованы
приспособлениями и устройствами, исключающими сквозняки, а также возможность
распространения пожара.
Для локализации вредных веществ (пыли, мелкой стружки и аэрозолей СОЖ),
образующих при обработке в помещении должны быть местные отсасывающие
устройства со специальными насадками или укрытиями, обеспечивающими полное
удаление вредных веществ из зоны резания. Для снятия статического электричества
пылеприемники для очистки воздуха и воздуходувы вентиляционных установок должны
быть заземлены.
Естественное и искусственное освещение производственных помещений должно
соответствовать требованиям СНИП II-4-79. Для общего освещения помещения
отношения максимальной освещенности и минимальной не должно превышать 1.5.
Чистка стенок оконных проемов и световых фонарей должна проводиться не реже
двух раз в год.
Объем производственных помещений на одного работающего должен составлять
не менее 15м3, а площадь помещений не менее 4,5 м2. Высота от попа до низа
несущих конструкций должна быть кратна 0,6м, но не менее 3 м. Высота пролетов
зависит от высоты устанавливаемого оборудования, массы и габаритных размеров обрабатываемых
деталей, условий их транспортировки. Принимаем высоту 8,4 м. Высота здания 12
м. Сетка колонн одноэтажного здания 18x6 м. Шаг крайних колонн 6 м, средних -
12 м.
.4 Требования к исходным
материалам
Массовая доля веществ в рабочих растворах СОЖ на водной основе не должна
превышать допустимых значений. Антимикробная защита СОЖ должна проводиться
добавлением бактерицидных присадок и периодической пастеризацией жидкостей.
Периодичность замены СОЖ должна устанавливаться по результатам контроля ее содержания,
не реже одного раза в шесть месяцев при лезвийной обработке, одного раза в
месяц - при абразивной обработке для масленых СОЖ и одного раза в три месяца
для водных СОЖ. Очистку емкостей для приготовления СОЖ, трубопроводов и систем
подачи следует проводить раз в три месяца. Отработанные СОЖ необходимо собирать
в специальные емкости.
5.5 Требования к размещению производственного
оборудования и организации рабочих мест
Для работающих, участвующих в технологическом процессе обработки резанием
должны быть обеспечены удобные рабочие места, не стесняющие их действий во
время выполнения работы. На рабочих местах должна быть предусмотрена площадь,
на которой размещаются стеллажи, тара, столы и другие устройства для размещения
оснастки, материалов, заготовок полуфабрикатов, готовых изделий и отходов
производства. Эргономические требования при выполнении работ сидя и стоя по
ГОСТ 12.2.032-78. ГОСТ 12.2.033-78.
Расстановка в цехах и перестановка действующего технологического
оборудования отражена на технологической планировке. Планировки на
проектируемые и вновь строящиеся цехи, участки и отделения обработки резанием
должна быть согласована с территориальными органами санитарного и пожарного
надзора.
Ширина цеховых проходов и проездов, расстояние между металлорежущими
станками и элементами зданий выбраны в зависимости от применяемого
оборудования, транспортных средств, обрабатываемых заготовок и материалов и
соответствует "Нормам технологического проектирования".
При проектировании участка механической обработки вилки скользящей были
приняты следующие значения: ширина магистральных проездов 5 м; расстояние между
станками 0,8 м; расстояние от электрической шины на опорах до технологического
оборудования 0,5 м; расстояние от оси колонн перекрытия до шины на опорах 0,7
м. Рабочая зона станочника составляет 3м2. Также на участке предусмотрены
питьевые фонтанчики. Для обеспечения мер пожарной безопасности на участке
механической обработки вилки скользящей предусмотрены места для установки
пожарного крана, пожарного щита и огнетушителей. Так как на участке будет
использоваться мостовой кран, то его путь окрашен в жёлтый цвет, а сам кран
оборудован устройствами сигнализации. Также специальную окраску имеет путь
подвесного конвейера и граница магистрального проезда.
Число эвакуационных выходов из зданий и помещений проектируется не менее
двух. Все двери в производственных цехах открываются наружу. Потребность воды
для бытовых целей определяется по нормам:
для питья 2,5л в смену на одного работающего, в горячих цехах 4,0л.
Вспомогательные помещения размещаются на пути следования рабочих от
входов на предприятие к местам работы.
Вспомогательные помещения располагаются в производственных зданиях путем
устройства планировочных вставок шириной 12 м. В помещениях с постоянными рабочими
местами должно предусматриваться естественное освещение, в остальных -
искусственное освещение.
Существенное влияние на работоспособность рабочих оказывает освещение
производственного участка. Для освещения используются люминесцентные лампы ЛСП.
Для местного освещения используют лампы накаливания с йодным циклом. Срок
службы таких ламп больше, чем у простых ламп накаливания.
Оптимальными условиями для работы в производственных помещениях являются:
температура воздуха 18°-20°С, скорость движения воздуха в зимнее
время года-0,2-0,5 м/с, в летнее-0,2-1,0 м/с, относительная влажность-65%.
Для создания таких условий на предприятии используется система
вентиляции. Она также предназначена для удаления вредных веществ, образующихся
в результате производства, удаления перегретого воздуха.
Для тушения пожаров, которые могут возникнуть на участке, предусмотрено
установление противопожарного оборудования: пожарный щит, пожарный кран, ящик с
песком. Для тушения электрооборудования используются порошковые и углекислотные
огнетушители. При пожаре рабочие должны выйти на магистральные проезды и по ним
двигаться на выход.
.6 Требования к применению средств
защиты рабочих
Рабочие и служащие участка обработки вилки скользящей для защиты от
воздействия опасных и вредных производственных факторов должны быть обеспечены
спецодеждой, спецобувью и предохранительными приспособлениями в соответствии с
типовыми отраслевыми нормами, утвержденными в установленном порядке. Средства
индивидуальной защиты, применяемые при обработке резанием, должны
соответствовать требованиям ГОСТ 12.4.011-75.
Спецодежду работающих на участке обработки следует периодически сдавать в
стирку и хранить отдельно от верхней одежды. Химчистка и стирка спецодежды
должна быть централизованной по мере загрязнения, но не реже двух раз в месяц.
Для защиты кожного покрова от воздействия СОЖ и пыли токсичных материалов
должны быть предусмотрены дермотологические средства по ГОСТ 12.4.068-79. Для
защиты от статического электричества должны быть предусмотрены заземляющие
устройства, устройства увлажняющие воздух, нейтрализаторы станочного
электричества, электростатические пропитки и покрытия СН3.
5.7 Контроль выполнения требований
Полнота отражения требований безопасности должна контролироваться на всех
стадиях разработки технологических процессов. Контроль воздушной среды должен
проводиться по методикам, утвержденным Министерством Здравоохранения РБ, ГОСТ
12.1.005-76, ГОСТ 12.1.014-84, ГОСТ 12.1.016-79.
Указом Президента Республики Беларусь N850 от 4 мая 1994 года государственный
надзор и контроль за соблюдением законодательства о труде и охране труда
возложен на инспекцию труда при Министерстве труда. В настоящее время
Государственная инспекция труда действует в соответствии с "Положением о
Государственной инспекции труда", утвержденным постановлением
Правительства N78 от 28 января 2000 года.
В соответствии с данным "Положением", государственные правовые
инспекторы труда и государственные инспекторы по охране труда имеют право:
беспрепятственно посещать любые предприятия, проводить расследования
несчастных случаев на предприятиях;
получать информацию, приостанавливать работу;
выдавать должностным лицам предприятий обязательные для исполнения
предписания и налагать штрафы на должностных лиц, виновных в нарушении законодательных
и иных нормативных актов по охране труда.
Общественный контроль осуществляют профсоюзы или иные представительные
органы коллектива и, в соответствии с законом "Об основах охраны
труда" (ст. 22) и "Рекомендациями по организации работы уполномоченного
(доверенного) лица по охране труда профессионального союза или трудового
коллектива" имеют право:
контролировать выполнение работодателем законодательства по охране труда;
проводить независимую экспертизу условий труда и обеспечения безопасности
работников предприятия;
принимать участие в расследовании несчастных случаев на производстве, а
также осуществлять самостоятельное их расследование, получать информацию о
состоянии условий и охраны труда на предприятии;
предъявлять требования о приостановке работ при угрозе жизни и здоровью
работников, выдавать работодателю обязательные к рассмотрению представления по
устранению выявленных нарушений законодательства об охране труда;
контролировать выполнение коллективного договора в пунктах, где отражены
вопросы условий труда и охраны труда, принимать участие при разработке
нормативных актов по охране труда;
обращаться в соответствующие органы о привлечении к ответственности
должностных лиц, виновных в нарушениях требований по охране труда, принимать
участие в рассмотрении трудовых споров по охране труда.
5.8 Требования безопасности при работе на
станках
5.8.1 Требования безопасности перед началом
работы
Перед каждым включением станка убедиться, что пуск станка никому не
угрожает опасностью.
Привести в порядок рабочую одежду, застегнуть или подвязать обшлага
рукавов, надеть головной убор; женщины должны убрать волосы под косынку,
повязанную без свисающих концов.
Работать на неисправном станке запрещается. О неисправности станка
заявить мастеру; до устранения неисправности к работе не приступать.
Приготовить крючок для удаления стружки, ключи и другой необходимый
инструмент. Не применять крючок с ручкой в виде петли.
Проверить наличие и исправность:
Ограждений зубчатых колес, приводных ремней, валиков, приводов и пр., а
также токоведущих частей электрической аппаратуры (пускателей, рубильников,
трансформаторов, кнопок).
Заземляющих устройств.
Предохранительных устройств для защиты от стружки, охлаждающих жидкостей.
Устройств для крепления инструмента ( отсутствие трещин, надломов,
прочность крепления пластинок твердого сплава или керамических пластинок,
стружколомающих порогов и др.)
Режущего, измерительного, крепежного инструмента и приспособлений и
разложить их в удобном для пользования порядке. Работать только исправным
инструментом и приспособлениями и применять их строго по назначению.
При обработке вязких металлов, дающих сливную стружку, применять резцы со
специальными стружколомающими устройствами.
При обработке хрупких металлов (чугуна, бронзы и т.п.), дающих отлетающую
стружку, а также при дроблении стальной стружки в процессе обработки, применять
следующие защитные устройства:специальные стружкоотводчики, прозрачные экраны
или индивидуальные щитки (для защиты лица).
Проверить на холостом ходу станка:
Исправность органов управления (механизмов главного движения, подачи,
пуска и др.).
Исправность системы смазки и охлаждения (убедиться в том, что смазка и
охлаждающая жидкость подаются нормально и бесперебойно).
Исправность фиксации рычагов включения и переключения (убедиться в том,
что возможность самопроизвольного переключения с холостого хода на рабочий
исключена).
Нет заеданий или излишней слабины в движущихся частях станка, особенно в
шпинделе, в продольных и поперечных салазках суппорта.
Для предупреждения кожных заболеваний рук при применении на станках
охлаждающих масел и жидкостей (по указанию врача) перед началом работы
смазывать руки специальными пастами и мазями.
Проверять доброкачественность ручного инструмента при получении его из
кладовой.
Ручка напильника и шабера должна иметь металлическое кольцо,
предохраняющее ее от раскалывания.
Молоток должен быть насажен на рукоядку овального сечения, расклиненную
металлическим клином и изготовленную из твердых и вязких пород дерева; боек
молотка должен иметь ровную, слегка выпуклую поверхность. Нельзя работать
молотком со сбитым бойком, имеющим трещины или насаженным на рукоядку из дерева
мягких пород, а также закрепленным на рукоядке.
Зубило и другой ударный инструмент должны быть не менее 150 мм, кернер -
100 мм и не иметь наклепа на бойке.
Пользоваться режущим инструментом, имеющим правильную заточку. Применение
неисправного инструмента и приспособления запрещается.
Проверить и обеспечить достаточную смазку станка, при смазке пользоваться
только соответствующими приспособлениями.
Разместить шланги, подводящие охлаждающую жидкость так, чтобы была
исключена возможность соприкосновения их с режущим инструментом и движущимися
частями станка. Охлаждающую жидкость подавать только насосом.
Запрещается охладить режущий инструмент мокрыми тряпками или щетками.
Не допускать разбрызгивания масла и жидкости на пол. Для защиты от брызг
устанавливать щиты.
Установить между станками защитные щиты.
Убрать из-под ног и проходов все материалы, заготовки, изделия, ветошь,
отходы производства и другие предметы.
5.8.2 Требования безопасности во время работы
Работу производить в строгом соответствии с технологической
документацией. Применять приспособления, инструмент, защитные и транспортные
средства, режимы отработки и регламент работ, указанные в технологической
документации.
Работать на станке в рукавицах или перчатках, а также с забинтованными
пальцами без резиновых напальчников запрещается.
При работе не наклонять голову близко к вращающимся частям оборудования,
инструменту и обрабатываемым изделиям во избежание захвата волос.
Устанавливать и снимать режущий инструмент только после полного останова
станка.
Не работать без кожуха, прикрывающего сменные шестерни.
Остерегаться срыва ключа, правильно накладывать ключ на гайку и не поджимать
им гайку рывком.
Во время работы станка не брать и не подавать через работающий станок
какие-либо предметы, не подтягивать болты, гайки и другие соединительные детали
станка.
Остерегаться наматывания стружки на обрабатываемый предмет или резец и не
направлять вьющуюся стружку на себя. Пользоваться стружколомателями.
Не удалять стружку от станка непосредственно руками и инструментом,
пользоваться для этого специальными крючками и щетками - сметками.
Следить за своевременным удалением стружки с рабочего места и станка.
Остерегаться заусенцев на обрабатываемых деталях.
При возникновении вибрации остановит станок. Принять меры к устранению
вибрации, проверить крепление резца и детали.
Обязательно остановить станок и выключить электродвигатель при:
Временном прекращении работы.
Перерыве в подаче электроэнергии.
Уборке, смазке, чистке и обслуживании станка.
Подтягивании болтов, гаек и других соединительных деталей станка.
Установке, изменении и съеме детали.
Проверке или заточке режущей кромки резца.
Снятии и надевании ремней на шкивы станка.
При обработке деталей применять режимы резания, указанные в операционной
карте для данной детали.
Не превышать установленные режимы резания без ведома руководителя занятия
или мастера производственного обучения.
Материалы заготовок изделия укладывать на стеллажи, столы или тумбочки
отдельно от инструмента так, чтобы они не выступали за габариты указанных
предметов, не загромождали рабочее место и не могли рассыпаться и падать.
Не класть на станок обтирочный материал, инструмент, заготовки изделия,
одежду и другие предметы.
Не поправлять и не снимать оградительное устройство во время работы
станка.
Не вводить руку в опасную зону.
Не проверять остроту заточки инструмента на работающем станке.
5.8.3 Требования безопасности в аварийных
ситуациях
При обнаружении на металлических частях станка или его пусковых
устройствах напряжения (ощущение электротока) выключить станок и доложить о
случившемся мастеру.
Запрещается работать в промоченной горючими жидкостями или промасленной спецодежде.
В случае загорания одежды не бегать и не делать резких движений, а постараться
спокойно ее сбросить или погасить.
При внезапном прекращении подачи электроэнергии, а также при неожиданном
отключении света в мастерской, отключить оборудование.
При загорании станка, отключить его, приступить к тушению, протянув шланг
с раструбом от баллона с углекислотой. Нельзя тушить водой. Вызвать пожарную
часть по телефону «01».
При поражении товарища электрическим током, обернуть руки сухой тканью
(спецодеждой), взяться за одежду пораженного и оттащить его от объекта
поражения. При потере дыхания пораженного приступить к искусственному дыханию
«рот в рот» до прихода врача. Вызвать скорую медицинскую помощь по телефону
«03».
При несчастном случае (даже незначительном) и при недомогании
(заболевании) обраться в здравпункт и поставить об этом в известность мастера.
Не оставаться безучастным при нарушении другим рабочим требований
безопасности. Остановить нарушение, предупредив нарушителя, и сообщим об этом
мастеру.
Заметив какую-либо опасность для окружающих, предупредить работающих об
опасности и немедленно сообщить об этом администрации для принятия мер по
устранению причин опасности.
При механическом захвате работающего или его одежды немедленно отключить
оборудование и принять меры к его освобождению.
.8.4 Требования безопасности по окончании работы
Выключить станок и лампу местного освещения, очистить его от стружки,
масел, грязи, пыли. При необходимости смазать.
Убрать рабочее место, сложить инструмент, приспособления, заготовки и
готовую продукцию в отведенные для них места; промасленный обтирочный материал
сложить в предназначенную для этой цели тару (металлический ящик с крышкой).
После обработки на станке неметаллов (текстолита, гетинакса, эбонита) и
др. пылящих материалов произвести его уборку пылесосом или влажным способом.
Сдать оборудование и рабочее место мастеру. Сообщить ему о неполадках,
имевших место в работе и принятых мерах по устранению причин неполадок.
Снять спецодежду и повесить ее так, чтобы она могла проветриться и
просохнуть. Вымыть лицо и руки теплой водой с мылом или принять душ.
5.9 Расчёт защитного заземления
Защитное заземление - преднамеренное соединение с
землей частей оборудования, не находящихся под напряжением в нормальных условиях
эксплуатации, но которые могут оказаться под напряжением в результате нарушения
изоляции электроустановки..
Согласно “Правилам устройства электроустановок”
сопротивление защитного заземления в любое время года не должно превышать: 10
Ом при мощности трансформатора (генератора) Nтр<100 кВ∙А; 4 Ом при Nтр>100 кВ∙А; 0,5 Ом - в установках напряжением выше
10 В с большими токами замыкания на землю (более 500 А).
Необходимо рассчитать заземляющее устройство для
заземления электродвигателей напряжением U=380В в трехфазной сети с изолированной нейтралью при
следующих исходных данных:
Грунт - супесь с удельным электрическим сопротивлением
ρ= 400 Ом∙м; в качестве
заземлителей приняты стальные трубы диаметром d=0,08м и длиной l=2,5м, располагаемые вертикально и соединенные на сварке стальной полосой
40X4 мм (рисунок 7),
Рисунок 5.1 - Устройство заземления
а - схема заземляющего устройства; б - расположение
одиночного заземлителя;
- плавкие вставки; 2 - электродвигатель; 3 -
соединительная полоса; 4 - трубчатый заземлитель.
Суммарная мощность электродвигателей U = 52 кВт.
Мощность трансформатора принимаем 85 кВ×А, требуемое по нормам допускаемое
сопротивление заземляющего устройства [гз] ≤ 10 Ом.
Определяем сопротивление одиночного вертикального
заземлителя Rв, Ом, по формуле:
(5.1)
где t -
расстояние от середины заземлителя до поверхности грунта, м;
l, d - длина и
диаметр стержневого заземлителя, м.
Расчетное удельное сопротивление грунта:
(5.2)
где ψ - коэффициент сезонности, учитывающий
возможность повышения сопротивления грунта в течение года.
Принимаем ψ = 1,7 для I климатической зоны. Тогда:
Определяем
сопротивление стальной полосы, соединяющей стержневые заземлители, Ом:
(5.3)
где
l - длина полосы, м;
t - расстояние
от полосы до поверхности земли, м;
d = 0,5×b (b -
ширина полосы, равная 0,08м).
Определяем
расчетное удельное сопротивление грунта ρрасч при использовании соединительной полосы в виде горизонтального
электрода длиной 50м. При длине полосы в 50 м, ψ´ = 5,9 по [13]. Тогда по формуле 5.2:
Определяем
ориентировочное число n одиночных стержневых заземлителей по формуле:
(5.4)
где [rз] -
допустимое по нормам сопротивление заземляющего устройства;
ηв - коэффициент использования
вертикальных заземлителей (для ориентировочного расчета принимается равным 1).
Принимаем расположение вертикальных заземлителей по
контуру с расстоянием между смежными заземлителями равным 2l. По [13] найдем действительные
значения коэффициента использования ηв и ηг, исходя из принятой схемы
размещения вертикальных заземлителей, ηв = 0,65, ηг = 0,39.
Определяем необходимое число вертикальных
заземлителей:
Вычисляем
общее расчетное сопротивление заземляющего устройства R с учетом
соединительной полосы:
(5.5)
Правильно
рассчитанное заземляющее устройство должно отвечать условию R ≤ [rз].
Расчет выполнен верно, так как 9,38 ≤ 10 Ом.
5.10 Охрана окружающей среды
Современное машиностроение развивается на базе крупных производственный
объединений, включающих заготовительные и кузнечно-прессовые цеха, цеха
механической и термической обработки металлов.
Атмосферный воздух в своем составе содержит (% по объему); азота - 78,08;
кислорода - 10,95; аргона, неона и других инертных газов - 0,93; углекислого
газа - 0,03; прочих газов - 0,01. Воздух такого состава наиболее благоприятен.
Воздух рабочей зоны редко имеет приведенный выше химический состав, так
как многие технологические процессы сопровождаются выделением в воздух вредных
веществ - паров, газов, твердых и жидких частиц.
Пары и газы образуют с воздухом смеси, твердые и жидкие частицы
вещества-дисперсные системы - аэрозоли, которые делятся на пыль, дым и туман.
Поступление в атмосферу того или иного вредного вещества зависит от
технологического процесса, используемого сырья, а также от промежуточных и
конечных продуктов. Так пары выделяются в результате применения различных
жидких веществ, например; растворителей, ряда кислот, бензина, ртути и т.д., а
газы - чаще всего при проведении технологического процесса, например: при
сварке, литье, термообработке металлов.
Причины выделения пыли на предприятиях машиностроения могут быть самыми
разнообразными. Пыль образуется при дроблении и разломе,
транспортировании измельченного материала, механической обработке на
металлорежущих станках, отделке поверхностей (шлифование, хонинговании).
Эти причины образования пыли являются основными, или первичными. В
условиях производства может возникать и вторичное пылеобразование, например,
при уборке помещений, при движении людей и транспортных средств.
Ряд вредных веществ оказывают га организм человека фиброгенное действие,
вызывая раздражение слизистых оболочек дыхательных путей и
оседая в легких, практически не попадая в круг кровообращения вследствие
плохой растворимости в биологических средах (крови, лимфе).
В основном - это пыли металлов (чугунная, железная, медная, аллюминевая и
др.), пластмассовая, абразивная, кремнеземсодержащие пыли и другие.
Эти пыли образуются при металлообработке, прокате, штамповке, в литейном
производстве.
Наибольшую опасность представляет мелкодисперсная пыль. Такая пыль в
отличии от крупнодисперсной практически не оседает в воздухе и находится во
взвешенном состоянии и легко проникает в легкие. При высокой дисперсности пыль
отличается повышенной химической активностью из-за большой поверхности.
Все эти вредные вещества выделяющиеся при обработке в рабочую зону, затем
с помощью вентиляции эти вещества из рабочей зоны отсасываются, улавливаются и
выбрасываются в атмосферу.
Производственные сточные воды - это воды, образующиеся при использовании
воды в технологических процессах, например, в составе СОЖ, после этого в воде
содержаться масла, кислоты, растворители, а также металлические и абразивные
частицы, пыль. Количество производственных сточных вод, их состав, концентрация
в них примесей определяются типом предприятия и представленными на предприятии
технологическими процессами, разнообразием использованных материалов и веществ.
Бытовые сточные воды предприятий образуются при эксплуатации на его
территории душевых, туалетов, прачечных, столовых. Предприятие не отвечает за
качество бытовых сточных вод и направляет их на городские очистные станции.
Поверхностные сточные воды образуются в процессе смывания дождевой, талой
и поливочной водой примесей, пыли, вредных веществ скапливающихся на территории
предприятия, на крышах и стенах производственных корпусов.
Опишем некоторые мероприятия по защите окружающей среды.
Защита окружающей среды - это комплексная проблема. Наиболее активной
формой защиты окружающей среды от вредного воздействия выбросов промышленных
предприятий является полный переход к безотходным и малоотходным технологиям и
производствам. Это потребует решения целого комплекса сложных технологических,
конструкторских и организационных задач, основанных на использовании новейших
научно-технических достижений.
Важнейшую роль в защите окружающей среды отводят мероприятиям по
рациональному размещению источников загрязнений: вынесение промышленных
предприятий из крупных городов в малонаселенные районы с непригодными и
малопригодными для сельскохозяйственного использования землями, оптимальное
расположение промышленных предприятий с учетом топографии местности и рода
ветров; установление санитарно - защитных зон вокруг промышленных предприятий;
рациональная планировка городской застройки, обеспечивающая оптимальные
экологические условия для человека и растений; организация движения транспорта
с целью уменьшения выброса токсичных веществ в зонах жилой застройки.
В нашем технологическом процессе механической обработки вредные для
окружающей среды вещества выделяются в воздух в виде аэрозолей.
Например, на операции сверлильной пары СОЖ масса вредных веществ,
выделяющихся в процессе работы в атмосферный воздух, не должна превышать
значений предельно-допустимых выбросов (ПДВ) вредных веществ, утвержденных
министерством здравоохранения для атмосферного воздуха населенных мест.
В процессе обработки выделаются вещества, которые входят в состав СОЖ:
это эмульсол ЭТ - 2 ( имеет предельно - допустимую концентрацию ПДК - 5 м/с,
класс опасности - 3 ). Он не вызывает серьезных заболеваний человека, но при большой
концентрации может вызвать аллергические заболевания. Во избежание загрязнения
воздуха подводят вентиляционные системы поближе к станкам. Отработанную СОЖ
собирают в специальные отстойники для очистки от стружки и пускают вновь в
производство. Это позволяет не загрязнять сточные воды, тем самым наносить
меньший вред окружающей среде. Данное использование СОЖ является практически
безотходным. Эффективность использования такого метода - 70 %.
.11 Защита в чрезвычайных
ситуациях
Каждому бедствию, аварии присущи свои характерные особенности, характер
поражений, объем и масштаб разрушений. В результате производственных аварий
возможны пожары, взрывы, а как их следствие-повреждение и разрушения зданий,
сооружений, оборудования, техники, а также и человеческие жертвы. Степень и
характер разрушений зависит не только от мощности взрыва, но и от состояния
сооружений, характера застройки, расположения оборудования и его закрепления.
Причинами аварий на проектируемом участке могут быть: ошибки при
эксплуатации металлообрабатывающего оборудования, а также его износ, повлекшие
за собой разрушение станков, ошибки в использовании углеводородных газов
(пропан, метан), чрезмерная загрузка цепного конвейера, повлекшая за собой
разрушение направляющих или обрыв цепи, попадание масла в пневмосистему цеха,
обрыв токоведущей шины или пробой изоляции электроустановок используемых на
проектируемом участке, вызвавший возгорание легковоспламеняемых материалов
(ветоши, масла).
Причинами чрезвычайных ситуаций и аварий могут также стать стихийные
бедствия, присущие климату региона в котором размещено предприятие и не
зависящие от функционального состояния оборудования и уровня подготовки
персонала: ураганы, наводнения и т. д.
В связи с вышесказанным все потенциально опасные конструктивные элементы
оборудования (металлообрабатывающих станков, подвесного конвейера) на стадии
своего проектирования должны быть рассчитаны с учетом запаса прочности. Это
необходимо для предотвращения разрушения этих элементов при перегрузках в
нештатных ситуациях. Элементы станков, обладающие при работе высокой
кинетической энергией, должны быть надежно изолированы от рабочих, чтобы в
случае разрушения (чрезвычайной ситуации) не нанести персоналу увечий и травм
не совместимых с жизнью.
Крепление оборудования к фундаменту должно быть рассчитано с запасом,
позволяющим предотвратить опрокидывание и смещение станков под воздействие
внешней ударной волны, возникшей в результате аварии на другом (взрывоопасном)
участке предприятия (компрессорный участок).
Участок должен быть оборудован ручными средствами пожаротушения.
При чрезвычайной ситуации, последствия которой представляют опасность для
жизни и здоровья персонала участка и устранение их на месте невозможно очень
важно предупредить и организовать эвакуацию персонала объекта, а также
предупредить другие участки и цеха предприятия. Если последствия аварии
распространяются за пределы предприятия (химическое заражение) необходимо также
предупредить проживающее в непосредственной близости население. Для этих целей
на предприятии организовывается система оповещения. После оповещения, в первую
очередь необходимо организовать спасательные работы, для чего на предприятии
организовываются специальные подразделения из производственных рабочих, а также
задействуются службы Гражданской обороны и МЧС. Все работы ведутся с
соблюдением требований безопасности. Также необходимо оказать первую
медицинскую помощь пострадавшим и доставить их в лечебное учреждение.
После ликвидации чрезвычайной ситуации на предприятии создается специальная
комиссия, целью которой является выявление причин возникновения аварии, а также
принятие необходимых мер по предотвращению подобных случаев в дальнейшем.
Заключение
В курсовом проекте было дано описание детали «Корпус
1445-27.004, указаны её конструктивные особенности и характеристика. Произведен
анализ служебного назначения детали «Корпус 1445-27.004», отработка её на
технологичность, и обоснован выбор метода получения заготовки с указанием
коэффициента использования материала. Был выбран более новый и прогрессивный
метод получения заготовки - литьё под давлением. Благодаря экономии материала
уменьшена себестоимость заготовки. Также уменьшен объём механической обработки.
Разработан технологический процесс изготовления детали с учётом меньших припусков
на обработку. Установлена последовательность переходов, дано обоснование выбора
технологических баз, выполнены аналитические расчеты припусков и режимов
резания на две операции механической обработки. В ходе разработки
технологического процесса изготовления детали были заменены режимы резания и
нормы времени на большие режимы и нормы. Большинство инструментов было заменено
на более производительные. Эти меры дали возможность уменьшить себестоимость
изготовления детали, что отражено в экономической части проекта.
В конструкторском разделе проекта было спроектировано
комбинированное перовое сверло для обработки ступенчатого отверстия ø10,6±0,05
ø8,15+0,1 ø6±0,2. Спроектировано приспособление для
комплексной обработки детали. Описан принцип действия и конструкция
манипулятора. Спроектировано приспособление для контроля соосности отверстий ø10,36+0,03
и ø15,5+0,1.
Так же была описана организация производства и
спроектирована технологическая планировка участка по обработке корпуса.
В дипломном проекте отражены вопросы охраны труда и
окружающей среды на участке по обработке плиты нижней.
Список использованных
источников
1.
Методические указания по выполнению курсового проекта по курсу «Технология
машиностроения».
2.
Методические указания по расчету припусков расчетно-аналитическим методом для
студентов специальности «Технология машиностроения».
. Справочник
технолога-машиностроителя. В 2-х томах. Под редакцией Косиловой А.Г. - М.:
Машиностроение. 1985.
. Анурьев
В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. В 3-х томах. М. Машиностроение,
1979.
.
Общемашиностроительные нормативы времени и режимов резания для нормирования
работ, выполняемых на универсальных и многоцелевых станках с ЧПУ. - М.:
Экономика. 1990.
. ГОСТ
26645-85. Отливки из металлов и сплавав. Допуски размеров, массы и припуски на
механическую обработку. - М.: Издательство стандартов. 1990.
. Горбацевич
А.Ф., Шкред и др. «Курсовое проектирование по технологии машиностроения». -
Мн.: Высшая школа. 1986.
.
Методические указания «Нормирование технологических процессов для выполнения
курсового и дипломного проектирования». 1996.
. Демиденко
Г.П. Защита объектов народного хозяйствования. Киев. Высшая школа, 1987г.
. Добрыднев
И. С. «Курсовое проектирование по предмету «Технология машиностроения». - М.:
Машиностроение. 1995.
. Антонюк В.
Е. «Конструктору станочных приспособлений» - Мн.: Беларусь. 1992.
. Бабук В. В.
и др. «Дипломное проектирование по технологии машиностроения». - Мн.: Высшая
школа. 1979.
. Балабанов
А.Н. Справочник технолога-машиностроителя. - М.: Издательство стандартов. 1992.
. Обработка
металлов резанием. Справочник технолога. Под редакцией Панова А. М. - М.:
Машиностроение. 1985.
. Фещенко В.
Н. «Токарная обработка». - М.: Высшая школа. 1990.
. Каштальян
И. А. «Обработка на станках с ЧПУ». - Мн.: Высшая школа, 1985.
17. Солонин
И.С., Солонин С.И. Расчет сборочных и технологических размерных цепей М.:
Машиностроение, 1980.