Проектирование участка по изготовлению детали 'Цилиндр' НО-1452.02 молотка рубильного

Вид работы:

Дипломная (ВКР)
Предмет:

Другое
Язык:

Русский
,
Формат файла:
MS Word

5,17 Mb
Опубликовано:

2011-09-11

Все дипломные работы по другим направлениям

Скачать дипломную работу Читать текст online Заказать дипломную
*Помощь в написании! Посмотреть все дипломные работы

Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.

Проектирование участка по изготовлению детали 'Цилиндр' НО-1452.02 молотка рубильного

Содержание

Введение

1. Анализ служебного назначения машины, узла, детали. Описание условий ее эксплуатации

2. Анализ технических требований

. Определение типа производства, такта выпуска и партии запуска

. Анализ технологичности конструкции детали

. Выбор способа получения заготовки

. Анализ технологического процесса

6.1 Составление маршрутной технологии

6.2 Расчет припусков на механическую обработку

.3 Расчет технологических размерных цепей

.4 Анализ и обоснование схем базирования и закрепления

6.4.1 Анализ схемы базирования и закрепления заготовки на черновой токарной операции

6.4.2 Анализ схемы базирования и закрепления заготовки на вертикально-фрезерной операции

6.4.3 Анализ схемы базирования и закрепления заготовки на вертикально-сверлильной операции

6.5 Обоснование выбора металлорежущих станков

6.6 Выбор станочных приспособлений, металлорежущего и измерительного инструмента

.7 Расчет режимов резания

6.7.1 Расчет режимов резания на черновой токарной операции

6.7.2 Расчет режимов резания на вертикально-фрезерной операции

.7.3 Расчет режимов резания на вертикально-сверлильной операции

6.8 Нормирование технологического процесса

6.8.1 Нормирование черновой токарной операции

6.8.2 Нормирование вертикально-фрезерной операции

.8.3 Нормирование вертикально-сверлильной операции

.8.4 Назначение норм времени по нормативам

7. Научно-исследовательская часть. Прошивка глубоких отверстий различного диаметра и профиля электроискровым методом

8. Проектирование приспособления для вертикально-фрезерной операции

8.1 Уточнение цели технологической операции

8.2 Разработка и обоснование схемы базирования

.3 Расчет сил закрепления

.4 Расчет пневмоцилиндра

.5 Схема приспособления

.6 Разработка технических требований на изготовление приспообления

8.7 Описание устройства и принципа действия приспособления

9. Проектирование приспособления для вертикально-сверлильной операции

9.1 Уточнение цели технологической операции

9.2 Разработка и обоснование схемы базирования

.3 Расчет сил закрепления

.4 Расчет пневмоцилиндра

.5 Схема приспособления

.6 Разработка технических требований на изготовление приспообления

.7 Описание устройства и принципа действия приспособления

10. Проектирование контрольно-измерительного приспособления

10.1 Уточнение цели технологической операции

10.2 Выбор и обоснование схемы измерения

.3 Определение условий в которых будет эксплуатироваться КИП

.4 Выбор и обоснование метода измерения

10.5 Выбор и обоснование средства измерения

10.6 Эскизное проектирование

10.6.1 Разработка кинематической схемы КИП

10.6.2 Разработка функционального узла

.6.3 Определение точности изготовления и сборки разработанных функциональных узлов

10.6.4 Расчет фактической суммарной погрешности КИП

.7 Устройство и принцип действия КИП

11. Конструирование режущего инструмента

11.1 Конструирование торцевой фрезы

11.2 Технические требования

.3 Устройство спроектированной фрезы

12. Охрана труда

12.1 Анализ потенциальных опасностей и вредностей проектируемого

участка и разработка мероприятий по их устранению

.1.1 Характеристика проектируемого участка

12.1.2 Потенциальные опасности и вредности спроектированного участка

.1.3 Мероприятия по устранению выявленных опасностей и вредностей

12.2 Расчет местных отсосов для технологического оборудования

13. Экономическая часть

.1 Расчет потребного количества оборудования на участке

.2 Расчет численности промышленно-производственного персонала

.2.1 Расчет действительного годового фонда времени работы

.2.2 Расчет численности производственных рабочих

.2.3 Расчет численности вспомогательных рабочих

.2.4 Расчет численности инженерно-технических работников (ИТР) и МОП

.3 Расчет потребной производственной площади и построение схемы

планировки участка

.4 Расчет стоимости основных фондов

.5 Планирование себестоимости продукции

.5.1 Расчет стоимости основных материалов, транспортно-заготовительных расходов и возвратных отходов

.5.2 Расчет фондов заработной платы

.6 Калькуляция себестоимости детали

.Организационная часть. Методы организации производственных процессов

. Строительная часть

Выводы

Список литературы

Введение

В машиностроении, приборостроении, строительстве и в других отраслях народного хозяйства различные металлические изделия и заготовки получают обработкой давлением в горячем и холодном состоянии (пластической деформацией), резанием, прессованием порошков с последующим спеканием, сваркой и литьем.

Наиболее эффективной является литейная технология, позволяющая получать изделия необходимой конфигурации, размеров и свойств непосредственно из расплава при минимальных затратах энергии, материалов и труда. Перспективность литейного производства обуславливается также универсальностью, позволяющей получать изделия из сплавов практически любого состава, в том числе из труднодеформируемых, массой от нескольких граммов, до сотен тонн, с размерами до десятков метров.

Теория и практика литейного производства на современном этапе позволяет получать изделия с высокими служебными свойствами.

Совершенствование технологии литья постоянно обновляется и изменяется по мере развития техники. Совершенствование литейной технологии - важнейшее условие ускорения технического прогресса.

Основные направления развития современной технологии:

· внедрение и разработка оборудования с ЧПУ, системы САПР;

· переход от дискретных (прерывистых) технологических процессов к непрерывным процессам, обеспечивающих увеличение масштабов производства и эффективное использование машин и оборудования;

· внедрение «замкнутой» (безотходной) технологии для наиболее полного использования сырья, материалов, энергии, топлива, что дает возможность свести к минимуму или полностью ликвидировать отходы производства и осуществлять мероприятия по оздоровлению окружающей среды.

Основными тенденциями развития литейной технологии является улучшение качества отливок, повышение точности их размеров, получение требуемой шероховатости, снижение металлоемкости.

В данном дипломном проекте проектируется участок по изготовлению детали «Цилиндр» НО-1452.02, входящий в состав «Молотка рубильного УВ-4» НО-14.52.СБ.

Молоток рубильный используется в литейном производстве для обрубки остатков литниковой системы отливок различной массы. Молотки используются также в шахтах.

Основной целью дипломного проекта является разработка технологического процесса изготовления детали «Цилиндр» НО-1452.02, которая является базовой деталью молотка рубильного. Обработка должна производится с минимальным количеством переустановок и технологических операций.

Чертеж детали «Цилиндр» - НО-1452.02 прилагается.

1. Анализ служебного назначения машины, узла, детали. Описание условий ее эксплуатации

Рубильный молоток УВ-4 предназначен для обрубки остатков литников ой системы отливок . Принцип действия - пневматический . Основными деталями рубильного молотка УВ-4 являются корпус - цилиндр, рукоятка, стакан и ударник .

Работа рубильного молотка основана на том , что воздухом под давлением 5кг/см² попадает через систему отверстий в рабочую полость цилиндра и с усилием передвигает ударник , который в свою очередь бьет по зубилу .

Характеристики молотка рубильного УВ-4 ;

рабочее давление воздуха - 0,5 МПа;

число ударов в минуту - 2100;

расход воздуха - 66 м³/час .

Климатические условия эксплуатации - УХЛ4 ГОСТ 1903-70 . Уровень шума при номинальном режиме работы не более 70 ДБ ; допускаемый нагрев корпуса до 60ºС . При работе возникают повышенная вибрация и запыленность участка .

Габаритные размеры 385×195×80 мм .

Выбранная деталь «Цилиндр» является основной корпусной деталью цилиндрической формы . Деталь предназначена для преобразования потенциальной энергии сжатого воздуха в механическую работу ударника .

Материал цилиндра - сталь 20Х ГОСТ 4543-71 .

Габаритные размеры - 248×56 мм .

Цилиндр имеет систему глубоких отверстий для подвода сжатого воздуха. Два отверстия Ø7 мм завариваются снаружи для герметизации этой системы , что является технологическим элементом .

В изделии цилиндр крепится по наружной резьбе М56×2-6g и фиксируется от проворота штифтом .

Покажем базирование цилиндра в изделии и рассмотрим его поверхности.

Рисунок 1.1 - Эскиз цилиндра и его поверхности :

С-свободные ;

И-исполнительные ;

В-вспомогательные ;

,2,3,4 - основная конструкторская база (ОКБ) ;

,6 - вспомогательная конструкторская база (ВКБ) .

Составим для базирования цилиндра таблицу соответствия и матрицу связей для выбранной системы координат показанной ниже.

Рисунок 1.2 - Эскиз системы координат .

Таблица 1.1 - Таблица соответствия .

Связь	Степень свободы
1,2,3,4
5,6

Таблица 1.2 - Матрица связей .

	X	Y	Z	Вид базы
l	0	1	1	ДНБ
α	0	1	1
l	1	0	0	ДОБ
α	1	0	0

2. Анализ технических требований

На основании изучения рабочего чертежа детали «Цилиндр» НО-1452.02 можно сделать вывод, что на чертеже присутствуют все необходимые виды с соблюдением правил ЕСКД, все необходимые проекции и даны вспомогательные виды, дающие полную информацию и представление о детали и технических требований к ней.

Анализируя , видно следующее:

деталь имеет сварной шов , предназначенный для перекрытия выхода сжатого воздуха из канала двух отверстий Ø7 мм , как видно это является технологическим элементом ; однако не указан способ и метод обработки;

на всех поверхностях указаны входные данные - размеры, их точность соответствует необходимой шероховатости и наоборот, которые проставлены на рабочем чертеже; даны технические требования для изготовления данной детали;

на основании служебного назначения детали видно, что конструктором назначены правильно числовые значения точности взаимного расположения ее поверхностей , формы и точности исполнения размеров;

деталь выполнена из углеродистой легированной стали типа сталь 20ХГОСТ 4543-71, возможно изготовление детали из стали 12ХН3А ГОСТ 4538-71 ;

применяется цементация торца (поверхность Е) и внутренней поверхности (Ø24Н9) для придания необходимой твердости, которая обеспечит эксплуатационные свойства детали ;

деталь термически обрабатывается после сварки для снятия сварных напряжений;

используется сварка ручная дуговая с использованием электродов УОНИЛ 13/45 ГОСТ 9466-75;

указаны предельные отклонения на неуказанные размеры на чертеже;

указано смещение оси отверстий по длине.

3. Определение типа производства, такта выпуска и партии запуска

Определение типа производства , такта выпуска и партии запуска ведем с использованием программы “ tip.exe ” на ЭВМ вычислительного центра СумГУ .

Исходные данные :

· годовая программа - 2000 шт.;

· режим работы предприятия - 2 смены ;

· действительный годовой фонд работы - 4015 час;

· нормы времени операций .

В процессе вычисления получено :

· коэффициент закрепления операции - 13,18 ;

· тип производства - среднесерийный ;

· форма организации производства - групповая ;

· периодичность запуска - 21 день ;

· размер производственной партии - 145 шт.;

· такт выпуска - 120,45 мин.

При среднесерийном производстве изделия изготавливают партиями из одновременных, однотипных по конструкции и одинаковых по размерам изделий, запускаемых в производство одновременно. Основным принципом этого производства является изготовление всей партии (серии) цельно как в обработке так и в сборке.

В среднесерийном производстве технологический процесс преимущественно дифференцирован, т. е. расчленен на отдельные операции, которые закреплены за определенными станками. Станки применяются универсальные, специализированные и специальные.

Станочный парк должен быть специализирован в такой мере, чтобы был возможен переход от производства одной серии к производству другой, несколько отличающейся от первой в конструктивном отношении.

Технологическая оснастка в основном универсальная, однако во многих случаях создается высокопроизводительная оснастка. Большое распространение имеет универсально - сборочная переналаживаемая технологическая оснастка, позволяющая существенно повысить коэффициент оснащенности серийного производства.

В качестве исходных заготовок используется горячий и холодный прокат, литье в землю и под давлением, точное литье, поковки, точные штамповки и прессовки. Требуемая точность достигается как методами автоматического получения размеров, так и методами пробных проходов и промеров с частичным применением разметки.

Средняя квалификация рабочих выше, чем в массовом производстве, но ниже, чем в единичном. Наряду с рабочими высокой квалификации, работающими на сложных универсальных станках, и наладчиками, используются рабочие - операторы, работающие на настроенных станках.

Формы организации технологических процессов в соответствии с

ГОСТ 14.312-74 зависят от установленного порядка выполнения операций технологического процесса, расположения технологического оборудования, количества изделий и направления их движения в процессе их изготовления.

Согласно расчету принимаем групповую организацию технологического процесса, которая характеризуется однородностью конструктивно-технологических признаков заготовок, единством средств технологического оснащения одной или нескольких технологических операций и специализации рабочих мест. Группы заготовок для обработки в определенном структурном подразделении (цехе, участке и т. д.) должны устанавливаться с учетом трудоемкости обработки и объема выпуска.

4. Анализ технологичности конструкции детали

Повышение технологичности конструкции обрабатываемой детали сводится к возможному уменьшению трудоемкости и металлоемкости, возможности обработки детали высокопроизводительными методами. Таким образом, улучшение технологичности конструкции позволяет снизить себестоимость ее изготовления без ущерба для служебного назначения.

На основании изучения чертежа , а также условия работы изделия, в рассматриваемой детали «Цилиндр» присутствуют следующие нетехнологические элементы:

деталь имеет два отверстия диаметром Ø7мм L=196±0,5мм и два отверстия Ø7мм L=100±0,5мм; получение этих отверстий требует специального режущего инструмента - сверл для глубокого сверления, что приводит к усложнению процесса механической обработки и к повышению себестоимости изделия, также эти отверстия повышают вероятность возникновения неисправимого брака;

два отверстия Ø6Н9 мм выполненных на одной цилиндрической поверхности с резьбой М 56×2-6g , является нетехнологическим элементом конструкции; изменение положения отверстий невозможно, так как технологический процесс изготовления отверстий выполняется раньше чем резьба, что нежелательно при нарезании резьбы резцом . Замена операций сверления и резьбонарезания не приведет к улучшению процесса механической обработки и повышению технологичности.

выполнение двух отверстий Ø7 мм L=196±0,5 мм и двух отверстий Ø7 мм L=100±0,5 мм согласно техпроцессов производится после химико-термической обработки , при которой торец детали и внутренняя поверхность отверстия Ø24Н9 мм цементуется на глубину 0,3…0,5 мм. Химико-термическая обработка приводит с одной стороны к повышению твердости поверхностного слоя детали, а с другой к появлению нежелательной хрупкости и вероятности скалывания металла у торца. Чтобы исключить возможный брак по этой причине следует химико-термическую обработку производить после сверлильной операции;

технические требования оговаривают торцевое биение торца Е к оси отверстия Ø24Н9 мм не более 0,05 мм. Согласно чертежа торец Е обрабатывается по IT12 квалитету точности с шероховатостью поверхности Rа6,3 мкм. Такие параметры обработки не могут обеспечить заданную точность, поэтому необходимо, чтобы торец Е шлифовался до IT9 квалитета точности с шероховатостью поверхности Rа6,3 мкм;

фрезерование четырех лысок технологично будет выполнять одним инструментом. Однако две лыски имеют скос в 45º, а другие две нет. Все поверхности получаемых лысок являются свободными поверхностями, поэтому для уменьшения вспомогательного времени и номенклатуры используемого инструмента изменим форму лысок - все лыски будут иметь скос в 45º.

Деталь выполнена из материала сталь 20Х - конструкционная легированная сталь с содержанием углерода 0,2% и хрома до 1%.

Масса детали - 1,8 кг.

Жесткость детали достаточная

Доступ режущего инструмента к обрабатываемым поверхностям нормальный , за исключением двух внутренних отверстий Ø7 мм . Для их выполнения сверлят два сквозных отверстия Ø7 мм . Это приводит к применению операции сварки и последующей слесарной операции . Сваркой заваривают эти отверстия и на слесарной операции зачищают место сварки для получения чистой поверхности. Возможно также в отверстия поставить заглушки и заварить по контуру, что приведет к уменьшению затрат времени на сварку и улучшит качество поверхности, или поставить заглушки с натягом , что совсем исключит сварку.

5. Выбор способа получения заготовки

Основным условием рациональной технологии есть максимальное приближение формы и точности заготовок к форме готовой детали . Выбор заготовки во многих случаях определяет технологию механической обработки.

Вид заготовки устанавливаем на основании технико-экономического сравнения двух вариантов получения исходной заготовки.

Анализируя чертеж детали, ее материал и технические требования к изготовлению, объем выпуска габариты и массу можно сделать вывод, что в качестве исходной заготовки в условиях среднесерийного типа производства можно взять штамповку, получаемую на горизонтально-ковочных машинах с вертикальным разъемом матриц ГОСТ 7023-70 с усилием 1-31,5 МН. Форма заготовки при этом приближается к форме готовой детали .

Заводской вариант получения исходной заготовки в условиях среднесерийного типа производства - прокат сортовой круглый калиброванный диаметром Ø60 мм ГОСТ 7415-75 . Выбор основывается на приближении формы заготовки (цилиндрическая форма) к форме готовой детали.

Сравним эти два способа получения исходной заготовки и выберем наиболее экономичный.

Себестоимость заготовок из проката :

, [1 , стр.30] (5.1)

где М - затраты на материал заготовки, грн ;

ΣС_ОЗ - технологическая себестоимость операции правки, резки их на штучные заготовки :

, [1 , стр.30 ] (5.2)

где С_ПЗ - приведенные затраты на рабочем месте , коп/час ;

Т_ШТ - штучное время выполнения заготовительной операции .

С_ПЗ
РЕЗ = 1,52 грн/час [1, стр.30];

С_{ПЗ
ПРАВ} = 2,8 грн/час [1, стр.30];

Т_ШТ
РЕЗ = 8 мин. (из заводского техпроцесса) ;

Т_ПРАВ = 6 мин.

; (5.3 )

0,15 грн.

Затраты на материал определяем по массе проката :

М = Q · S - ( Q - q ) · S_отх / 1000 , [ 1 , стр.30 ] (5.4 )

где Q - масса заготовки ( Q = 7 кг - масса заготовки, учитывающая отходы в результате некратности длины заготовок при стандартной длине проката);

S - цена 1 кг материала заготовок (S = 1900 грн);

q - масса готовой детали (q = 1,8 кг);

S_отх - цена 1т отходов, грн ( S_отх = 80 грн/т);

М = 12,88 грн .

Тогда S_заг = 12,88+0,15=13,03 грн .

Стоимость горячештампованных заготовок :

S_заг= ; ( 5.5 )

где К_т - коэффициент , зависящий от точности штамповок, (К_т = 1; [1, стр.37]);

К_с - коэффициент , зависящий от группы сложности штамповок, (К_с = 0,77 ; [1, табл. 2.12, стр.38]);

К_в - коэффициент , зависящий от массы штамповки, (К_в = 0,89; [1 , табл.2,13 , стр.38]);

К_м - коэффициент , зависящий от материала штамповки, (К_м = 1,13; [1, стр.37]) ;

К_п - коэффициент , зависящий от группы серийности, (К_п = 0,8 ; [1, табл. 2.13 , стр.38]).

Q = 4,9 кг ; q = 1,8 кг ; S_отх = 80 грн/т.

За базу принимаетя стоимость 1т штамповок С = 3800 гнр./т (штамповки из конструкционной легированной стали массой 2,5-4 кг, нормальной точности по ГОСТ 7505-74, 1-й группы сложности, 2-й группы серийности, [1, стр.37]).

S_заг = = 11,29 грн.

Определим экономический эффект для сопоставления способов получения заготовок , который равен:

Э_З = (S_{ЗАГ 1} - S_ЗАГ
2)·N , [1, стр.39] (5.6)

Э_З = (13,03 - 11,29)·2000 = 3480 грн.

Как видно из расчета, получение исходной заготовки методом штамповки целесообразнее, поэтому принимаем в качестве исходной заготовки штамповку.

Припуски и допуски на штамповку назначаем по ГОСТ 7505-89 и записываем в табл. 5.1.

Таблица 5.1 - Расчет размеров заготовки.

№ п/п	Номинальный размер детали ,мм	Припуск Z (2Z), мм	Допуск и предельные отклонения	Размер на чертеже , мм
1	Ø46	1,8 (3,6)	2,0^+1,3_-0,7	Ø49,6^+1,3_-0,7
2	Ø56	1,8 (3,6)	2,0^+1,3_-0,7	Ø59,6^+1,3_-0,7
3	22,5	1,6	1,6^+1,1_-0,5	20,9^+1,1_-0,5
4	248	1,7 (3,4)	2,2^+1,4_-0,8	251,4^+1,4_-0,8

Назначаем технические требования к заготовке:

1. Поковка Гр.║ - 240-280 НВ ГОСТ 8479-70.

2. Степень сложности С1, группа стали М1, точность изготовления Т4 , исходный индекс 11 по ГОСТ 7505-89.

3. Неуказанные штамповочные радиусы R2⁺² мм .

4. Неуказанные внешние штамповочные уклоны 7^о .

5. Заусенец по периметру обрезки не более 1,1 мм.

6. Смещение по плоскости разъема штампов не более 0,8 мм.

7. Маркировать номер чертежа и марку стали (шрифт: 5 мм, ГОСТ 2930-62).

8. Клеймить знак ОТК.

6. Анализ технологического процесса

Основным заданием при проектировании технологического процесса есть создание такого технологического процесса, который обеспечивает заданную точность поверхности, необходимые физико-механические показатели поверхностного слоя металла при наибольшей продуктивности и минимальной себестоимости производства. Для анализа и разработки такого технологического процесса на данную деталь необходимо широко использовать типовые технологические процессы, придерживаясь этих принципов проектирования.

.1 Составление маршрутной технологии

Составление маршрутной технологии изготовления детали «Цилиндр» НО-1452.02 будем выполнять опираясь на базовый технологический процесс изготовления.

Таблица 6.1 - Маршрутная технология на деталь «Цилиндр» НО-1452.02.

№	Наименование операции	№	Наименование операции
005	Штамповочная	055	Вертикально-сверлильная
010	Горизонтально-расточная	060	Сварка
015	Токарная черновая	065	Слесарная
020	Токарная черновая	070	Токарная чистовая
025	Горизонтально-расточная	075	Химико-термическая
030	Контрольная	080	Закалка
035	Вертикально-сверлильная	085	Шлифовальная
040	Вертикально-фрезерная	090	Токарная чистовая
045	Токарная получистовая	095	Внутришлифовальная
050	Токарная получистовая	100	Технический контроль

6.2 Расчет припусков на механическую обработку

Расчет припусков ведем по методу проф. Кована [2, стр.126] с использованием программы “prip” на ЭВМ вычислительного центра СумГУ.

Как видно в основу метода положен анализ и учет конкретных условий каждой технологической операции. Он выявляет возможности экономии материала и снижение трудоемкости механической обработки при проектировании новых и анализе существующих процессов. Из расчетов видно, что припуски по ГОСТ 7505-89 завышены.

.4 Анализ и обоснование схем базирования и закрепления

.4.1 Анализ схемы базирования и закрепления заготовки на черновой токарной операции

При установке заготовки на столе станка необходимо точно совместить ось заготовки с осью станка. Выбор способа установки и закрепления заготовки на столе станка определяется конфигурацией и габаритными размерами заготовки, серийностью изготовления и принятым методом обработки. Методы установки и закрепления заготовки на столе станка существенно влияют на точность, качество обрабатываемых поверхностей и на общую продолжительность обработки.

На черновой токарной операции деталь устанавливается по центрирующим отверстиям, которые изготовлены на предшествующей фрезерно-центровальной операции, служащими базами для механический обработки на данной операции. Эта установка производится в центрах, где передний центр плавающий, с базированием заготовки по торцу, что обеспечивает высокую точность размеров по оси. Крутящий момент передается от привода станка через люнет.

Согласно схемы закрепления и базирования:

погрешность закрепления:_З = 0;

· погрешность базирования:

а) на диаметральные размеры:

Е_б = 0,015 мм [2, стр.124];

б) на линейные размеры ( установ А ):

Е_б_D = 0;

Е_бА = Т_D = 460 мкм; Т_А = 790 мкм;

Е_бВ = Т_D = 460 мкм; Т_В = 740 мкм;

Е_бС = Т_D = 460 мкм; Т_С = 1000 мкм.

Как видно, линейные размеры при таком способе обработки будут выполняться без погрешностью, т. е. деталь будет годной.

Рисунок 6.3 - Эскиз схемы закрепления и базирования заготовки на установе А.

На установе Б:

Е_б_D = 0;

Е_бЕ = Т_D = 460 мкм; Т_Е = 870 мкм;

Е_б_F = Т_D = 460 мкм; Т_Е = 870 мкм.

Как видно погрешность базирования на размеры не выходит за рамки поля допуска.

Рисунок 6.4 - Эскиз схемы закрепления и базирования заготовки на установе Б.

На вертикально-фрезерной операции получить четыре лыски.

Выбор способа установки и закрепления заготовки на столе станка определяется конфигурацией и габаритными размерами заготовки, серийностью изготовления и принятым методом обработки. Методы установки и закрепления заготовки на столе станка существенно влияют на точность, качество обрабатываемых поверхностей и на общую продолжительность обработки.

На вертикально-фрезерной операции заготовка отверстиями устанавливается на центры увеличенного диаметра со срезанной вершиной конуса (грибковые центра). Задний центр - грибковый вращающийся, передний - рифленый. Поворот заготовки на 180º для выполнения лысок с другой стороны осуществляется с помощью специального приспособления с делительным устройством (его проектирование представлено далее, чертеж - ТМ.961061-

Согласно схемы закрепления и базирования:

· погрешность закрепления на размер А:

E_З = 0;

· погрешность базирования:

E_б = 500 мкм; (ТА = 620 мкм).

Высокое значение погрешности базирования обусловлено тем, что установка на рифленые центра не обеспечивают высокую точность (радиальное биение до 0,5 мм) [2, стр. 224].

Как видно погрешность базирования не приведет к получению брака.

Рисунок 6.5- Эскиз схемы закрепления и базирования заготовки на установе А и Б.

На линейные размеры (установ А и Б):

- погрешность закрепления:

E_З = 0;

· погрешность базирования:

Е_б_D = 0;

Е_бC = Т_D = 460 мкм; Т_C = 630 мкм;

Е_бВ = Т_D + Т_С = 960 мкм; Т_В = 740 мкм;

Е_бЕ = Т_D = 460 мкм; Т_А = 870 мкм;

Как видно, размер В при таком способе обработки будет выполняться с погрешностью, т. е. деталь будет бракованной. Чтобы исключить погрешность базирования, ужисточим допуск на размер D до IT11 квалитета, при котором Т_С = 290 мкм.

6.4.3 Анализ схемы базирования и закрепления на вертикально-сверлильной операции

На данной операции получаем отверстие Ø7 мм длиной L=7 мм, сквозное отверстие Ø12 мм, два сквозных отверстия Ø7 мм и два гнезда Ø6Н9 мм длиной L=5 мм.

Гнезда Ø6Н9 мм с допуском Т=30 мкм выполняют по IT9 квалитету точности, все остальные отверстия выполняют по IT14 квалитету.

Шероховатость всех получаемых отверстий и двух гнезд составляют

Ra=6,3 мкм (ГОСТ 2789-73).

На данную операцию заготовка поступает окончательно обработанная на диаметральных размерах. Масса заготовки - 2,2 кг. Материал - сталь 20Х ГОСТ 4543-7.

Заготовка представляет собой тело вращения, она вполне жесткая, обратываемость ее вполне удовлетворительная. Имеются достаточно развитые поверхности, принимаемые за базовые, к которым можно отнести наружную цилиндрическую поверхность Ø50 мм, обработанную по IT10 квалитету точности. Длина участков под технологические базы более 50 мм.

Эти поверхности имеют шероховатость Ra=6,3 мкм.

Заготовка будет обрабатываться на вертикально-сверлильном станке 2Н135.

Выбираем за главную базу цилиндрическую поверхность детали Ø50 мм, обработанную по IT10 квалитету точности с допуском Т=100 мкм.

Рисунок 6.6 - Схема базирования.

Цилиндрическая поверхность Ø50Н12 мм, будучи принятой в качестве главной базы, лишает заготовку четырех степеней свободы, т. е. является двойной опорной базой.

В качестве опорной базы выбираем торец заготовки.

Рисунок 6.7 - Схема определения погрешности базирования.

При установке заготовки на призмы возникает погрешность базирования.

Отверстие Ø7 мм L=7 мм имеет T_l=360 мкм (IT14); гнезда Ø6 мм L=5 мм - T_l=300мкм.

Погрешность на размер Н₃ (см. рис. 6.7) вычисляется по формуле:

(6.1)

где δ - допуск на диаметр заготовки, мкм;

α - угол призмы ( α=90˚).

Как видим погрешность базирования не превышает погрешность получаемых размеров.

.5 Обоснование выбора металлорежущих станков

Выбор металлорежущих станков производим согласно типу производства, схемы базирования и закрепления, а форме и габаритных размеров заготовки. Для осуществления технологического процесса обработки рассматриваемой детали, учитывая заводской технологический процесс, выбираем следующую номенклатуру технологического оборудования.

Таблица 6.4 - Технологическое оборудование.

№ п/п	Наименование операции	Выбранное оборудование
1	Горизонтально-расточная	горизонтально-расточной станок модели 2М615
2	Токарная (черновая, получистовая, чистовая)	токарно-винторезный станок модели 16К20Т1 с ЧПУ
3	Вертикально-сверлильная	вертикально-сверлильный станок модели 2Н135
4	Вертикально-фрезерная	вертикально-фрезерный станок модели 6550
5	Шлифовальная	плоскошлифовальный станок с крестовым столом модели 3Е710А
6	Внутришлифовальная	внутришлифовальный станок модели 3К228А

Для выполнения токарных операций (черновых, получистовых, чистовых) принимаем токарно станок модели 16К20Т1 с ЧПУ (дискретность системы управления 0,01 мм) с закреплением заготовки в центрах с передачей вращательного момента через хомутик 7107-0043 ГОСТ 2878-70.

Основные параметры станка 16К20Т1 представлены в таблице 6.5.

Таблица 6.5 - Основные параметры станка 16К20Т1.

Параметры	Значения
Наибольшие параметры обрабатываемой заготовки:диаметр , мм длина , мм	500 900
Частота вращения шпинделя, об/мин	Б/С
Подача, мм/мин	Б/С
Мощность электродвигателя главного привода , кВт	11
Габаритные размеры станка : длина , мм ширина , мм - высота , мм	3700 1770 1700
Масса станка , кг	3800

Для получения лысок на вертикально-фрезерной операции принимаем с учетом габаритных размеров обрабатываемой заготовки, типа производства и схемы базирования вертикально-фрезерный станок модели 6550.

Основные параметры станка 6550 представлены в табл. 6.6.

Таблица 6.6 - Основные параметры станка 6550.

Параметры	Значения
Размеры рабочей поверхности стола, мм	500×1250
Наибольшее перемещение стола: продольное, мм поперечное, мм шпиндельной бабки, мм	1000 500 530
Частота вращения шпинделя, об/мин	31,5-1600
Подача, мм/мин	4-800
Мощность электродвигателя главного привода , кВт	10
Габаритные размеры станка : длина , мм ширина , мм - высота , мм	2720 3205 2930
Масса станка , кг	7500

Для выполнения отверстий различного диаметра и длины на вертикально-сверлильной операции (операция 055) принимаем вертикально-сверлильный станок модели 2Н135.

Основные параметры станка 2Н135 представлены в таблице 6.7.

Таблица 6.7 - Основные параметры станка 2Н135.

Параметры	Значения
Наибольший условный диаметр сверления в стали, мм	35
Размеры рабочей поверхности стола, мм	450×500
Наибольшее вертикальное перемещение: сверлильной головки, мм стола, мм	170 300
Частота вращения шпинделя, об/мин	31-1400
Подача, мм/мин	0,1-1,6
Мощность электродвигателя главного привода , кВт	4
Габаритные размеры станка : длина , мм ширина , мм - высота , мм	1030 825 2535
Масса станка , кг	1200

6.6 Выбор станочных приспособлений, металлорежущего и измерительного инструмента

Выбор станочных приспособлений, металлорежущего и измерительного инструмента основывается исходя из типа производства, габаритов и массы обрабатываемой заготовки, а также марки обрабатываемого материала.

Выбор режущего инструмента производим по [4], средств измерения - [27], станочных приспособлений - [8].

При выборе режущего инструмента необходимо обратить внимание на материал режущей части, геометрию и габариты инструмента.

При этом учитывается:

· метод обработки поверхностей;

· этап обработки;

· использование СОЖ и их виды;

· габариты станка;

· материал заготовки и ее состояние.

Выбор станочных приспособлений, металлорежущего и измерительного инструмента производим согласно принятой последовательности технологического процесса:

Горизонтально-расточная:

1) станочное приспособление:

· патрон 7100-0001 ГОСТ2675-80;

· люнет 7113-0053 ГОСТ24573-80;

2) металлорежущий инструмент:

· резец 2103-0711 Т15К6 ГОСТ20872-80 пластина TNUM-01114 ГОСТ2092-77;

· сверло 2301-0371 Р6М5 ГОСТ2092-77;

3) средство измерения:

· штангенциркуль ШЦ-400 ГОСТ166-80.

015 Токарная черновая:

1) станочное приспособление:

· патрон 7108-0021 ГОСТ2571-71;

· центр А-1-5-Н ЧПУ ГОСТ8742-75;

· центр А-1-6-Н ЧПУ ГОСТ18257-72;

· хомутик 7107-0046 ГОСТ2578-70;

2) металлорежущий инструмент:

· резец 2103-0711 Т15К6 ГОСТ20872-80 пластина TNUM-01114 ГОСТ19045-80;

· резец 2101-0645 Т15К6 ГОСТ20872-80 пластина КNUХ-08116 ГОСТ19062-80;

· резец 2103-0712 Т15К6 ГОСТ20872-80 пластина TNUM-01114 ГОСТ19045-80;

3) средство измерения:

· штангенциркуль ШЦ-250-0,1 ГОСТ6507-78.

020 Токарная черновая:

1) станочное приспособление:

· патрон 7100-0001 ГОСТ2675-80;

· люнет 7113-0053 ГОСТ24573-80;

2) металлорежущий инструмент:

· сверло 2301-0439 Р6М5 ГОСТ2092-77;

· сверло 2301-0468 Р6М5 ГОСТ2092-77;

· резец 2140-0085 ВК4 ГОСТ18882-73 пластина 10431 ГОСТ25396-82;

· резец 2140-0024 ВК4 ГОСТ18882-73 пластина 10431 ГОСТ25396-82;

3) средство измерения:

· штангенглубиномер ШГ-250 ГОСТ164-73.

025 Горизонтально-расточная:

1) станочное приспособление:

· приспособление специальное ТМ.961061-05-00.00.СБ;

2) металлорежущий инструмент:

· сверло 2300-5193 Р6М5 ГОСТ886-76;

· сверло 2301-0377 Р6М5 ГОСТ2092-77;

3) средство измерения:

· штангенглубиномер ШГ-250 ГОСТ164-73.

035 Вертикально-сверлильная:

1) станочное приспособление:

· приспособление специальное ТМ.961061-05-00.00.СБ;

2) металлорежущий инструмент:

· сверло 2301-0384 Р6М5 ГОСТ12122-77;

3) средство измерения:

· штангенциркуль ШЦ-II-150 ГОСТ 166-80.

040 Вертикально-фрезерная:

1) станочное приспособление:

· приспособление специальное ТМ.961061-04-00.00.СБ;

2) металлорежущий инструмент:

· фреза торцовая специальная ТМ.961061-07-00.00.СБ;

3) средство измерения:

· штангенциркуль ШЦ-II-125 ГОСТ 166-80.

055 Вертикально-сверлильная:

1) станочное приспособление:

· приспособление специальное ТМ.961061-04-00.00.СБ;

2) металлорежущий инструмент:

· сверло 2301-0362 Р6М5 ГОСТ12122-77;

· сверло 2301-7382 Р6М5 ГОСТ12122-77;

· сверло 2301-3416 Р6М5 ГОСТ12122-77;

3) средство измерения:

· штангенглубиномер ШГ-150 ГОСТ164-74.

085 Шлифовальная:

1) станочное приспособление:

· патрон 7100-0059 ГОСТ2675-80;

2) металлорежущий инструмент:

· шлифовальный круг ЧЦ 50×32×13 СМ 12 К ГОСТ 2424-83;

3) средство измерения:

· микрометр МК-250-0,01 ГОСТ 164-89.

090 Токарная чистовая:

1) станочное приспособление:

· патрон 7108-0021 ГОСТ2571-71;

· центр А-1-5-Н ЧПУ ГОСТ8742-75;

· центр А-1-6-Н ЧПУ ГОСТ18257-72;

· хомутик 7107-0046 ГОСТ2578-70;

2) металлорежущий инструмент:

· резец 2660-0007 Т15К6 ГОСТ18885-73 пластина ЕА10 ГОСТ2209-82;

· резец 2101-0645 Т15К6 ГОСТ20872-80 пластина КNUХ-08116 ГОСТ19062-80;

· резец 2177-0501 Т15К6 ГОСТ18890-73 пластина 13011 ГОСТ17163-82;

3) средство измерения:

· микрометр МК-250-0,01 ГОСТ6507-78;

· кольцо резьбовое 71036-1254 ГОСТ 14257-69.

095 Внутришлифовальная:

1) станочное приспособление:

· патрон 7100-0059 ГОСТ2675-80;

2) металлорежущий инструмент:

· шлифовальная головка AW Ø13×10 24А 25-НСТ1 6 К А 35м/с ГОСТ2447-82;

3) средство измерения:

· калибр-пробка 71045-2514 ГОСТ 14754-69.

Выбранные резцы имеют следующие геометрические показатели:

1) резец 2103-0711 Т15К6 ГОСТ20872-80 пластина TNUM-01114 ГОСТ19045-80 - φ = 93º; λ = 0; γ = -10º, α = 10º;

2) резец 2103-0712 Т15К6 ГОСТ20872-80 пластина TNUM-01114 ГОСТ19045-80 - φ = 93º; λ = 0; γ = -10º, α = 10º;

3) резец 2101-0645 Т15К6 ГОСТ20872-80 пластина КNUХ-08116 ГОСТ19062-80 - φ = 63º; λ = 0; γ = -12º, α = 10º;

4) резец 2140-0085 ВК4 ГОСТ18882-73 пластина 10431 ГОСТ25396-82- φ = 30º; λ = 0; γ = -8º, α = 12º;

5) резец 2140-0024 ВК4 ГОСТ18882-73 пластина 10431 ГОСТ25396-82- φ = 30º; λ = 0; γ = -8º, α = 12º;

6) резец 2660-0007 Т15К6 ГОСТ18885-73 пластина ЕА10 ГОСТ2209-82 - φ = 60º; λ = 0; γ = -12º, α = 10º;

7) резец 2177-0501 Т15К6 ГОСТ18890-73 пластина 13011 ГОСТ17163-82- φ = 85º; λ = 0; γ = -10º, α = 12º.

.7 Расчет режимов резания

.7.1 Расчет режимов резания на черновой токарной операции

В условиях полученного типа производства ведем расчет режимов резания аналитическим способом. Этот способ может иметь следующие варианты:

· ряд величин не рассчитывается, а выбирается из справочно-нормативных документов по соответствующим таблицам;

· режимы резания рассчитываются с учетом небольшого числа (1-3) факторов.

Расчет ведем по первому варианту, который состоит из следующих этапов:

1) выбор глубины резания;

2) определение экономической стойкости инструмента;

3) выбор подачи;

4) определение скорости резания и числа оборотов шпинделя;

5) определение силы и мощности резания;

6) определение основного машинного времени.

Данную операцию выполняем в два установа (установ А, установ Б):

. На установе А производим обработку наружной цилиндрической поверхности:

1.1 точение Ø58,16_-0,3 мм на L = 129_-1,0 мм проходным резцом;

1.2 точение Ø47,1_-0,25 мм на L = 21,33±0,395 мм правым упорным резцом;

.3 точение Ø50_-0,25 мм на L = 71_-0,3 мм проходным резцом;

.4 точение левого торца Ø50_-0,25 мм правым упорным резцом;

.5 точение правого торца Ø50_-0,25 мм левым упорным резцом до= 58_-0,74 мм.

. На установе Б производим обработку заготовки после переустановки в том же приспособлении , учитывая аналогичные установу А требования:

.1 точение Ø53_-0,3 мм на L = 120_-0,87 мм проходным резцом;

.2 точение Ø50_-0,25 мм на L = 114_-0,35 мм с выполнением угла 2°30' правым упорным резцом;

.3 точение фаски на Ø53_-0,3 мм с выдерживанием размера 4_-0,12 мм проходным резцом.

Рассмотрим расчет режима резания на переходе 1.1 установа А.

Назначаем схему обработки.

Расчет длины рабочего хода суппорта L_рх:

L_рх = L_рез+ y; (6.2)

где L_рез - длина резания, мм;

у - подвод, врезание инструмента, мм.

у = у_под + у_вр + у_п; (6.3)

где согласно [6, стр. 300] у_под + у_п = 3 мм; у_п = 2 мм.

у = 3 + 2 = 5 мм;

L_рх = 129 + 5 = 134 мм.

Назначаем подачу суппорта на оборот шпинделя S₀, мм/об по [6, стр. 23], учитывая следующие данные:

1) обрабатываемый материал - сталь 20Х;

2) тип резца проходной;

3) точность обработки - Ra 6,3;

4) система жесткая.

S₀ = 0,6 мм/об.

Определим жесткость инструмента по нормативам [6, стр. 26]:

Т_р= Т_м · λ; (6.4)

где Т_м - стойкость в минутах машинной работы станка (Т_м = 50 мин);

λ - коэффициент времени резания:

λ = L_рез / L_рх ; (6.5)

λ = 129/134 = 0,96;

Т_р = 50 · 0,96 = 48 мин.

Определяем рекомендуемую скорость резания. По нормативам [6, стр. 28]

V_табл = 100 м/мин.

V= V_табл· к₁· к₂· к₃, (6.6)

где к₁ - коэффициент , зависящий от обрабатываемого материала;

к₂ - коэффициент, зависящий от стойкости и марки твердого сплава;

к₃ - коэффициент, зависящий от вида обработки.

Из [6, табл.3, стр. 27] к₁ = 0,9; к₂ = 1,55; к₁ = 1,0.

V = 110 · 0,9 · 1,55 · 1,0 = 153,45 м/мин.

Определяем число оборотов шпинделя:

(6.7)

об/мин.

Т. к. станок имеет бесступеньчатое регулирование скорости резания, то данную частоту вращения шпинделя можно реализовать на станке.

Определим машинное время (время резания):

Т_м = L_рх/ (S₀ · n); (6.8)

где L_рх- длина резания, мм;

S₀ - подача, мм/об;

n - частота вращения шпинделя , об/мин;

Т_м = 134/ (0,6 · 840) = 0,27 мин.

Сделаем проверочный расчет по мощности станка. Для этого определим силу резания P_z [4, стр.27]:

P_z = 10 · С_р· t^x·S^y ·Vⁿ · к_р, (6.9)

где t - глубина резания, мм;

S- подача, мм/об;

С_р, x, y, n - коэффициенты;

к_р - поправочный коэффициент.

к_р = к_мр· к_φ_р· к_γ_р· к_λ_р· к_rр, (6.10)

Из [4, табл.23, стр. 275] к_φ_р=1,0; к_γ_р=1,1; к_λ_р=1,0; к_rр= 0,93.

_мр =; (6.11)

где n = 1, табл.2 [4, стр.262].

_мр =

к_р = 1 · 1 · 1,1 · 1 · 0,93 =1,023.

Тогда сила резания равна:

P_z = 10 · 300· 0,75^1,0·0,6^0,75 ·154^-0,15 · 1,023 = 707,6 Н.

Определяем мощность резания:

N_рез=P_z· V/61200; (6.12)

N_рез= 707,6 ·154/61200 = 1,78 кВт.

Для возможности реализации резания на станке, должно выполняться условие:

N_рез< N_дв· η, (6.13)

где N_дв - мощность двигателя, кВт;

η - КПД привода главного движения;

N_ст= N_дв· η = 11· 0,8 = 8,8 кВт.

,78<8,8 (кВт) - условие выполняется, значит резание выполнимо на станке.

На остальные переходы назначаем режимы резания по таблицам используемых выше нормативов. Результаты сводим в табл. 6.8.

Таблица 6.8 - Режимы резания на установе А.

№ перехода	t, мм	Число ходов, i	S, мм/об	V, м/мин	n, об/мин
1	0,72	1	0,6	154	840
2	2,8	2	0,6	145	820
3	2,04	2	0,6	145	820
4	1,8	1	152	845
5	1,8	1	0,6	152	845

Аналогично для установа Б (табл. 6.9).

Таблица 6.9 - Режимы резания на установе Б.

№ перехода	t, мм	Число ходов, i	S, мм/об	V, м/мин	n, об/мин
1	2,2	3	0,6	154	820
2	1,5	2	0,6	145	845
3	2	1	0,8	152	845

6.7.2Расчет режимов резания на вертикально-фрезерной операции

В условиях среднесерийного типа производства ведем расчет режимов резания аналитическим способом сокращенным вариантом.

Данную операцию выполняем в два установа (установ А, установ Б):

. На установе А производим обработку двух лысек с одной стороны заготовки:

.1 фрезеровать лыску 42_-0,62 мм , выдерживая размер 125_-0,63 мм;

.2 фрезеровать лыску 42_-0,62 мм , выдерживая размер 110_-0,84 мм.

. На установе Б производим обработку двух лысек с другой стороны заготовки:

.1 фрезеровать лыску 42_-0,62 мм , выдерживая размер 125_-0,63 мм;

.2 фрезеровать лыску 42_-0,62 мм , выдерживая размер 110_-0,84 мм.

Назначаем схему обработки - фрезерование несимметричное встречное:

Рисунок 6.7.2 - Схема обработки заготовки на переходе.

Назначаем подачу S_z = 0,1 мм [4, табл.33, стр.213].

Определяем скорость резания:

, (6.14)

где D - диаметр фрезы, мм (D=75 мм);- ширина фрезерования, мм (В=60 мм);- число зубьев фрезы (принимаем z=6);_z - подача на один зуб, мм;_v- общий поправочный коэффициент на скорость резания; _v, m, x, y, u, p, q - коэффициенты.

Из табл. 39 [4, стр.286] - C_v= 332; m = 0,2; x = 0,1; y = 0,4; u = 0,2; p = 0; q=0,2.

Т = 180 мин [4, табл.40, стр.290].

_v = K_м_v · K_п_v · K_и_v, (6.15)

где K_м_v - коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого

материала;_п_v - коэффициент, учитывающий состояние поверхности

заготовки, K_п_v = 0,8 [4, табл.5, стр.263];_и_v - коэффициент, учитывающий материал инструмента,_и_v = 1,15 [4, табл.6, стр.263].

_м_v =, (6.16)

где К_г - коэффициент, характеризующий группу стали по

обрабатываемости , К_г = 1,0 [4, табл.2, стр.262];

σ_В - предел прочности обрабатываемого материала, (σ_В = 750 МПа);

n_v - поакзатель степени , n_v = 1,0 [4, табл.2, стр.262].

K_м_v =,_v = 1 · 0,8 · 1,15 = 0,92.

Тогда скорость резания равна:

м/мин.

Определяем частоту вращения шпинделя:

(6.17)

где V - скорость резания, м/мин;

D - диаметр фрезы, мм.

об/мин.

Принимаем n = 1000 об/мин.

Тогда уточним скорость резания:

м/мин.

Сделаем проверочный расчет по мощности станка. Для этого определим силу резания P_z по формуле:

(6.18)

где К_мр - поправочный коэффициент, учитывающий влияние качества обрабатываемого материала на силовые зависимости.

Из табл.41 [4, стр.291] - C_р = 825; x = 1,0; y = 0,75; u = 1,1; q = 1,3; w = 0,2.

_мр =; (6.19)

где n = 1, табл.2 [4, стр.262].

_мр =

Сила резания равна:

Определяем мощность резания:

N_рез=; (6.20)

N_рез= = 6,9 кВт;

Для возможности реализации резания на станке, должно выполняться условие:

N_рез< N_дв· η, (6.21)

где N_дв - мощность двигателя, кВт;

η - КПД привода главного движения;

N_ст= N_дв· η = 8 · 0,8 = 7,2 кВт.

,9<7,2 (кВт) - условие выполняется, значит резание выполнимо на станке.

На остальные переходы назначаем режимы резания по таблицам используемых выше нормативов. Результаты сводим в табл. 6.10.

Таблица 6.10 - Режимы резания на вертикально-фрезерной операции.

№ перехода	t, мм	S_z, мм	V, м/мин	n, об/мин
Установ А
1	4	0,1	236	1000
2	4	0,1	236	1000
Установ Б
3	4	0,1	236	1000
4	4	0,1	236	1000

.7.3 Расчет режимов резания на вертикально-сверлильной операции

На данной вертикально-сверлильной операции производят получение методом сверления следующего отверстия - глухое отверстие Ø7 мм, сквозное отверстие Ø12 мм, два сквозных отверстия Ø7 мм, два гнезда Ø6Н9 мм.

Получение отверстий в заготовке в условиях среднесерийного типа производства требует применения специального приспособления.

Данную операцию выполняем на одном установе на 6 позициях:

1. Позиция 1: - сверление сквозного отверстия Ø12Н14 мм на L=11_-0,43;

2. Позиция 2: - сверление отверстия Ø7Н14 мм на L=7_-0,36;

3. Позиция 3: - сверление сквозного отверстия Ø7Н14 мм на L=13,75_-0,43;

4. Позиция 4: - сверление сквозного отверстия Ø7Н14 мм на L=13,75_-0,43;

5. Позиция 5: - сверление гнезда Ø6Н9 мм на L=5_-0,3;

6. Позиция 6: - сверление гнезда Ø6Н9 мм на L=5_-0,3.

Рассмотрим сверление отверстия Ø12Н14 мм.

Назначим схему обработки.

Глубина резания t = 0,5D = 0.5·12=6 мм.

Выбираем значение подачи S, мм/об из табл.25 [4, стр.277] - S= 0,28 мм/об.

Определим скорость резания при сверлении:

, (6.22)

где D - диаметр получаемого отверстия, мм;

S - подача, мм/об;

T - период стойкости сверла, мин;

C_v, q, y, m - коэффициенты;

K_v - общий поправочный коэффициент.

Из [4, табл.30, стр.279] Т = 45 мин.

Из [4, табл.28, стр.278] C_v= 9,8; q = 0,4; y = 0,5; m = 0,2.

K_v = K_м_v·K_nv ·K_lv; ( 6.23)

где K_м_v - коэффициент на обрабатываемый материал (K_м_v= 1, см.

выше);

K_nv - коэффициент на инструментальный материал (K_nv= 1,

[4, табл.6, стр.263]);

K_lv - коэффициент, учитывающий глубину сверления (K_lv = 1,

[4, табл.31, стр.280]).

K_v = 1· 1· 1 = 1.

Тогда

Определяем частоту вращения сверла:

(6.24)

где V - скорость резания, м/мин;

D - диаметр сверла, мм.

об/мин.

Принимаем n = 630 об/мин.

Тогда уточним скорость резания:

= 23,4 м/мин.

Определим крутящий момент М_кр и осевую силу Р₀:

М_кр = 10 ·С_м· D^q ·S^y ·К_р, (6.25)

где С_м , q, y - коэффициенты;

К_р - коэффициент, учитывающий фактические условия

обработки (К_р = К_мр).

Из [4, табл.32, стр.281] - С_м = 0,035; q = 2,0; y = 0,8.

К_р = К_мр= [4, табл.28, стр.278] (6.26)

К_р =

М_кр = 10 · 0,0345· 12^2,0 ·0,28^0,8 ·1 =17,9 Н·м.

Осевая сила равна:

Р₀ = 10 ·С_р· D^q ·S^y ·К_р, (6.27)

где С_р , q, y - коэффициенты.

Из [4, табл.32, стр.281] - С_р = 42; q = 1,0; y = 0,7.

Р₀ = 10 · 42· 12^1,0 ·0,28^0,7 ·1 = 1851 Н = 1,85 кН.

Определяем мощность резания:

N_рез=; (6.28)

N_рез= = 1,16 кВт;

Для возможности реализации резания на станке, должно выполняться условие:

N_рез< N_дв· η, (6.29)

где N_дв - мощность двигателя, кВт;

η - КПД привода главного движения;

N_ст= N_дв· η = 4 · 0,8 = 3,2 кВт.

,16<3,2 (кВт) - условие выполняется, значит резание выполнимо на станке.

На остальные переходы назначаем режимы резания по таблицам используемых выше нормативов. Результаты сводим в табл. 6.11.

Таблица 6.11 - Режимы резания на вертикально-фрезерной операции.

№ позиции	t, мм	S, мм/об	V, м/мин	n, об/мин
1	6	0,28	24	630
2	3,5	0,2	1,76	80
3	3,5	0,2	1,76	80
4	3,5	0,2	1,76	80
5	3	0,2	1,88	100
6	3	0,2	1,88	100

.8 Нормирование технологического процесса

.8.1 Нормирование черновой токарной операции

Нормирование рабочего времени в условиях среднесерийного типа производства заключается в определении штучного времени.

Штучное время определяем по формуле:

Т_ш = Т_о + Т_в + Т_обс + Т_отд, (6.30)

где Т_о- основное время, мин;

Т_в - вспомогательное время, мин;

Т_обс - время на обслуживание, мин;

Т_отд - время на отдых, мин.

Определяем основное время по [6, стр.14]:

Т_о = L_i / (S · n), (6.31)

где L_i - длина пути инструмента, мм;

S - подача, мм/об;

n - обороты шпинделя, мин^-1.

Для продольного точения:

L_i = L_рх + у; (6.32)

где L_рх - длина рабочего хода, мм;

у - подвод и перебег инструмента (у = 23 мм).

Результаты расчетов сводим в табл. 6.12.

Таблица 1. - Нормирование токарной черновой операции.

Наименование и содержание работ	Основное время Т₀_i мин
Установ А
Точение Ø58,16_-0,3 мм на L = 129_-1,0 мм	0,26
Точение Ø47,1_-0,25 мм на L = 21,33±0,395 мм	0,1
Точение Ø50_-0,25 мм на L = 71_-0,3 мм	0,3
Точение левого торца Ø50_-0,25 мм	0,2
Точение правого торца Ø50_-0,25 мм L = 58_-0,74 мм.	0,2
Установ Б
Точение Ø53_-0,3 мм на L = 120_-0,87 мм	0,75
Точение Ø50_-0,25 мм на L = 114_-0,35 мм с выполнением угла 2°30'	0,46
Точение фаски на Ø53_-0,3 мм с выдерживанием размера 4_-0,12 мм	0,2
ΣТ₀	2,47

Определение вспомогательного времени:

Т_в = Т_ус + Т_зо + Т_уп + Т_из, (6.33)

где Т_ус - время на установку и снятие заготовки, мин;

Т_зо - время на закрепление и раскрепление заготовки, мин;

Т_уп - время на приемы управления, мин;

Т_из - время на измерение детали, мин.

Т_ус = 0,3 мин; Т_зо = 0,1 мин; Т_уп = 0,05 мин; Т_из = 13·0,3=3,9 мин.

Т_в = 0,3 + 0,1 + 0,05 + 3,9 = 4,35 мин.

Т_оп = ΣТ₀_i + Т_в =2,47 + 4,35 = 6,82 мин.

Т_об + Т_отд = 6% Т_оп;

Т_об + Т_отд = 6% · 6,82 /100% = 0,41 мин.

Тогда Т_шт = 2,47 + 4,35 + 0,41 = 7,23 мин.

Принимаем Т_шт = 7,3 мин.

.8.2 Нормирование вертикально-фрезерной операции

Штучное время определяем по формуле (6.30):

Т_ш = Т_о + Т_в + Т_обс + Т_отд,

где Т_о- основное время, мин;

Т_в - вспомогательное время, мин;

Т_обс - время на обслуживание, мин;

Т_отд - время на отдых, мин.

Определяем основное время по [6, стр.75]:

Т_о =, (6.34)

где L_рх - длина рабочего хода, мм;

S_м - принятая минутная подача , мм/об;

i - число ходов.

Минутная подача равняется:

S_м = S_z · z · n, (6.35)

где S_z - подача на зуб, мм;

z - количество зубьев;

n - число оборотов шпинделя, об/мин.

S_м = 0,1 · 6 · 1000 = 600 мм/мин.

Для торцового фрезерования:

L_рх = l + l₁ + l₂, (6.36)

где l -длина рабочего хода, мм (l= 30 мм);

l₁ - подвод инструмента, мм (l₁= 4 мм);

l₂ - перебег инструмента, мм (l= 36 мм).

L_рх = 30 + 36 + 4 = 70 мм.

Результаты расчетов сводим в табл. 6.14.

Таблица 6.14 - Нормирование вертикально-фрезерной операции.

Наименование и содержание работ	Основное время Т₀_i, мин
Установ А
Фрезеровать лыску 42_-0,62 мм , выдерживая размер 125_-0,63 мм	0,12
Фрезеровать лыску 42_-0,62 мм , выдерживая размер 110_-0,84 мм	0,2,3
Установ Б
Фрезеровать лыску 42_-0,62 мм , выдерживая размер 125_-0,63 мм	0,12
Фрезеровать лыску 42_-0,62 мм , выдерживая размер 110_-0,84 мм	0,23
ΣТ₀, мин	0,7

Определение вспомогательного времени по формуле (6.32):

Т_в = Т_ус + Т_зо + Т_уп + Т_из,

где Т_ус = 0,12 мин; Т_зо = 0,05 мин; Т_уп = 0,04 мин; Т_из = 6·0,3=1,8 мин.

Т_в = 0,12 + 0,05 + 0,04 + 1,8 = 2,01 мин.

Т_оп = ΣТ₀_i + Т_в = 0,7 + 2,01 = 2,71 мин .

Т_об + Т_отд = 6% · Т_оп;

Т_об + Т_отд = 6% · 2,71/100% = 0,163 мин.

Тогда Т_шт = 2,61 + 0,163 = 2,773 мин.

Принимаем Т_шт = 2,8 мин.

.8.3 Нормирование вертикально-сверлильной операции

Штучное время определяем по формуле (6.30):

Т_ш = Т_о + Т_в + Т_обс + Т_отд,

где Т_о- основное время, мин;

Т_в - вспомогательное время, мин;

Т_обс - время на обслуживание, мин;

Т_отд - время на отдых, мин.

Определяем основное время по [6, стр.105]:

Т_о =, (6.37)

где L_рх - длина рабочего хода, мм;

S₀ -подача , мм/об;

n - число оборотов шпинделя, об/мин.

Длина рабочего хода равняется [6, cтр.105]:

L_рх = L_рез + y + L_доп, (6.38)

где L_рез - длина резания, мм;

y - перебег инструмента, мм;

L_доп - дополнительеая длина хода, мм.

Дополнительеая длина хода L_доп для рассматриваемого сверления равняется нулю.

Результаты расчетов сводим в табл. 6.15.

Таблица 6.15 - Нормирование вертикально-сверлильной операции.

№ пози-ции	Наименование и содержание работ	Основное время Т₀_i, мин
1	сверление сквозного отверстия Ø12Н14 мм на L=11_-0,43	0,16
2	1,13
3	сверление сквозного отверстия Ø7Н14 мм на L=13,75_-0,43	1,97
4	сверление сквозного отверстия Ø7Н14 мм на L=13,75_-0,43	1,97
5	сверление гнезда Ø6Н9 мм на L=5_-0,3	0,7
6	сверление гнезда Ø6Н9 мм на L=5_-0,3	0,7
ΣТ₀, мин		6,63

Определение вспомогательного времени по формуле (6.32):

Т_в = Т_ус + Т_зо + Т_уп + Т_из,

где Т_ус = 0,3 мин; Т_зо = 0,1· 7= 0,7 мин; Т_уп = 0,05 мин; Т_из = 6·0,3=1,8 мин.

Т_в = 0,3 + 0,7 + 0,05 + 1,8 = 2,85 мин.

Т_оп = ΣТ₀_i + Т_в = 6,63 + 2,85 = 9,48 мин.

Т_об + Т_отд = 6% · Т_оп;

Т_об + Т_отд = 6% · 9,48/100% = 0,57 мин.

Тогда Т_шт = 6,63 + 2,85 + 0,57 = 10,05 мин.

Принимаем Т_шт = 10 мин.

.8.4 Назначение норм времени по нормативам

Назначение норм времени на операции ведем по [1, стр.146].

Результаты нормирования сводим в табл. 6.16.

Таблица 6.16 - Нормы времени на операции обработки.

№ операции	Операция по техпроцессу	Т_ш-к, мин
005	Горизонтально-расточная	2,2^*
020	Токарная черновая	7,8
025	Горизонтально-расточная	7,6^*
035	Вертикально-сверлильная	1,1
050	Токарная получистовая	1,08
055	Токарная получистовая	2,1
070	Токарная чистовая	2,2
085	Шлифовальная	8,1
090	Токарная чистовая	0,9
095	Внутришлифовальная	5,5^*

^*Время увеличено, т. к. приближенный расчет не дал удовлетворительных результатов.

7. Прошивка глубоких отверстий различного диаметра и профиля электроискровым методом

Электроэрозионный способ обработки (ЭЭО) занимает особое место среди современных способов обработки материалов. Основным его достоинством является то, что электрод - инструмент (ЭИ) при работе не подвергается механическому воздействию со стороны обрабатываемой детали. Разрушение материала происходит под действием электрического разряда при некотором удалении ЭИ и детали друг от друга. Обработка электропроводящих материалов происходит, главным образом, за счет теплового воздействия электрического тока между катодом и анодом .ЭЭО широко применяется, кроме всего прочего , для изготовления пресс-форм и штампов, деталей и узлов топливного оборудования и газотурбинных двигателей. В некоторых случаях ЭЭО является единственно возможным способом обработки.

ЭЭО заключается в изменении формы, размеров, шероховатости и свойств поверхности заготовки под воздействием электрических разрядов в результате электрической эрозии (ГОСТ 25331-82).

Различают размерную электроэрозионную обработку (ЭЭРО) и электроэрозионную обработку для упрочнения поверхности или ее покрытия защитным слоем (электроискровое легирование, (ЭИЛ)). В последнем случае обработки материала идет за счет изменения структуры, фазового и химического состава поверхности. Кроме того, ЭЭО применяют также для получения порошков заданных размеров.

Прошивка отверстий, особенно глубоких и малого диаметра , является весьма сложной задачей для всех известных способов обработки материалов. Основные трудности связаны с жесткостью инструмента и вывода разрушенного материала из зоны обработки. Наиболее полно глубину отверстия характеризует безразмерная величина L/d , где L - глубина, а d - диаметр отверстия. Отверстия с соотношением L/d до 100 считаются глубокими, а свыше - сверхглубокими. Для электроэрозионной прошивки глубоких отверстий необходимо решить целый комплекс взаимосвязанных проблем, связанных с разработкой конструкции электроэрозионных станков, выбором ЭИ и технологических режимов процесса. В настоящее время электроэрозионную прошивку глубоких отверстий осуществляют двумя типами ЭИ, а именно трубчатыми или сплошными.

Таблица 7.1 - Типы электродов-инструментов и область их применения [14, стр.108].

Тип ЭИ	Вид полуфабриката	Область применения	Способ изготовления
Сплошной	Цилиндр, брусок	Изготовления пресс-форм, штампов и других фасонных изделий	Механическая обработка
	Пруток круглого, квад- ратного, шестигранного сечения	Прошивка круглых и фасонных неглубоких сквозных отверстий (L/d<20)	Механическая обработка
	Пластина , лист	Отрезка заготовок, прошивка неглубоких щелевых отверстий	Прокат
	Трубы круглые, прямо-угольные, фасонные большого внутреннего диаметра (d_внутр>1,0 мм)	Прошивка круглых и фасонных неглубоких отверстий (L/d<50)	Механическая обработка
Трубчатый	Круглая трубка малого сечения (d_внеш=0,3-3,0 мм, d_внутр=0,1-0,8 мм)	Прошивка сквозных и глухих отверстий малого диаметра, большой глубины с L/d до 250 (d_от=0,3-3,0 мм, L_от до 250 мм).Извлечение сломан-ного инструмента	Протяжка трубки через фильеры с по-следующим напы-лением диэлектри-ческого слоя
Составной	Проволока	Прошивка круглых, фасонных скво-зных и глухих отверстий большой глу бины различного диаметра с L/d>250 (d_от от 0,3мм и выше, L_от до 600 мм).	Протяжка через фильеры
	Пруток круглого, квадратного, шестигранного сечения	Прошивка сквозных и глухих отверстий различного диаметра и глубины. Извлечение сломанного инструмента	Механическая обработка
	Пластина, лист	Отрезка заготовок, прошивка глубоких щелевых отверстий, в т. ч. малого сечения.	Прокат

Для успешной технической реализации процесса глубинной прошивки необходимо исследование процессов, протекающих при электрических разрядах в квазизамкнутом пространстве внутри отверстия, и определение оптимальных условий их реализации.

Условия, обеспечивающие глубинную электроэрозионную прошивку.

Основными факторами, препятствующими процессу электроэрозионной прошивки отверстий на большую глубину, являются боковая эрозия, сложность подачи рабочей жидкости и удаление продуктов эрозии из зоны обработки. Боковая эрозия происходит за счет утечки энергии через боковую поверхность ЭИ и с увеличением глубины отверстия приводит к росту нестабильности процесса и , следовательно, уменьшению точности обработки. Повышение концентрации продуктов эрозии также нарушает технологический режим. Это приводит к увеличению проводимости и , как следствие, к изменению величины межэлектродного зазора, частым коротким замыканиям и прекращению процесса электроэрозии.

Проблему боковой эрозии можно решить созданием на боковой поверхности ЭИ непроводящего слоя, а проблему удаления продуктов эрозии - подачей диэлектрической жидкости непосредственно в зону обработки и беспрепятственного ее вывода со взвешенными частицами. Формула зависимости глубины отверстия от давления прокачки диэлектрической жидкости для трубчатых ЭИ, после некоторых преобразований можно использовать для ЭИ различной конфигурации:

( .1)

где ρ - плотность жидкости ;

μ - динамическая вязкость жидкости ;- концентрация продуктов эрозии;- масса продуктов эрозии , образующихся за 1сек.;

Δd - разность диаметра отверстия и ЭИ;

Р - давление прокачки;

α - коэффициент порядка единицы, зависящий от типа ЭИ.

Анализ формулы (1) показывает, что существенное, на порядок, увеличение L/d возможно за счет увеличения двух факторов: давления Р и зазора Δd. Действительно, жидкости с небольшой динамической вязкостью имеют и небольшую плотность, уменьшение производительности прошивки Q приводит к уменьшению концентрации продуктов эрозии G. С другой стороны, L/d линейно зависит от Р. Увеличивая давление прокачки в 10 раз можно на порядок увеличить глубину. Однако более эффективный способ увеличения L/d связан с увеличением зазора Δd, т. к. L/d ~ Δd³ .

В трубчатом электроде внутреннее отверстие не может быть сильно увеличено из-за необходимости удаления внутреннего столбика (керна). В связи с этим диаметр внутреннего канала растет медленнее, чем диаметр электрода, и не может превысить определенной величины, зависящей от режима обработки.

Увеличение количества прокачиваемой жидкости может дать кольцевая щель, поскольку ее поперечное сечение S линейно зависит от диаметра электрода (σ - ширина щели).

Сравнивая эффективность круглого и щелевого отверстий, определяем отношение их площадей:

( .2)

где S_к - площадь круглого отверстия;₁ и d₂ - внутренний и внешний диаметр щели (рассматривается

круглая кольцевая щель);_от - диаметр отверстия в трубчатом электроде .

Считая, что d_от = Кd_ЭИ , d₁ d₂ d_ЭИ , формулу можно преобразовать :

( .3)

На практике коэффициент К = 0,025-0,4. Тогда условию ξ >1 соответствуют щели шириной σ >(0,016-0,04)d_ЭИ. Это условие выполняется для электродов практически любого диаметра. Следовательно, кольцевая щель может обеспечить большой расход жидкости при прокачке, чем круглое отверстие в трубчатом электроде и, соответственно, большую глубину отверстия. Это указывает на возможность создания электродоинструмента, состоящего из двух частей с щелью между ними.

Решение проблемы глубинной прошивки

Для решения проблемы прошивки глубоких и сверхглубоких отверстий был разработан и создан составной ЭИ новой конструкции (рис. .1). Он состоит из металлического стержня 1, помещенного с некоторым зазором АВ в оболочку из диэлектрического материала 6 и выступающего из нее на определенную величину ВС. Наличие двух потоков жидкости, движущихся в противоположных направлениях относительно оболочки, стабилизирует положение ЭИ в отверстии и способствует его самозацентровке, повышая стойкость прошивки. Тонкостенная диэлектрическая оболочка препятствует утечке энергии через боковую поверхность и способствует стабилизации процесса электроэрозии, обеспечивает эффективную прокачку рабочей жидкости и не препятствует продвижению ЭИ на большую глубину.

Использование такого составного ЭИ позволяет прошивать отверстия соотношением L/d>300, а также получать отверстия с переменным по глубине профилем поперечного сечения. Можно изготавливать фигурные отверстия с внутренним диаметром, превышающим диаметр входного отверстия более чем в 2 раза, для чего необходимо загнуть конец ЭИ на заданный угол [14, стр.107-109].

Характеристики рабочей жидкости.

Как следует из физической модели, жидкая диэлектрическая среда выполняет три функции: способствует возбуждению электрического разряда между электродами при относительно низком напряжении, обеспечивает естественную и принудительную эвакуацию продуктов эрозии из рабочей зоны и охлаждает рабочую зону, деталь и инструмент [12, стр.29].

Рисунок .1 - Составной электрод инструмент [14, рис.1, стр.109].

- металлический стержень; 2- насадка;

- штуцер; 4- втулка; 5- уплотнитель;

- оболочка; 7- деталь; 8- электродержатель.

Таблица 7.2 - Расход рабочей жидкости при различных режимах ЭЭО [12, табл.13, стр.33].

Частота импульсов f, кГц	Сила тока I_ср , А	Площадь обработки S, мм²	Объемный общий расход РЖ Q', см³/с
1 - 44	40 - 70	2000-3000	14 - 16
1 - 88	3 - 10	500-1000	5 - 12
88 - 440	2 - 12	50-500	1 - 3

Наибольшее распространение в качестве рабочих жидкостей на ЭЭС получили продукты переработки нефти, так как они пригодны для обработки различных материалов независимо от вида источника питания, дают минимальный износ ЭИ при прочих равных условиях.

Основные характеристики рабочей жидкости, обусловливающие реализацию ее функций, - вязкость, плотность, электрическая прочность, температура вспышки, температура начала кипения, охлаждающая способность, испаряемость, фильтруемость, химическая агрессивность, токсичность, стоимость.

Параметры различных рабочих жидкостей даны в табл. 7.3.

Таблица 7.3 - Рабочие жидкости для электроэрозионной обработки [12, табл.12, стр.30].

Наименование	ГОСТ, ТУ	Температура вспышки в закрытом котле, ºC	Кинематиче-ская вязкость при 20ºC, м²/с	Удель-ный вес, Н/м³	Температура кипения, ºC
Масло индустриальное, И12А, И30А, И40А.	ГОСТ 20799-75	100	12	-	-
Смесь керосин-масло индустриальное в отношении 1:1	-	61-63	6,0	8300	-
Сырье углеводородное	ТУ 38.101845-80	64	3,0	7900	185
Основа для РЖ ЛЗ-МГ-2	-	87	3,8	-	230
Трансформаторное масло	ТУ38.3012-77	54	2,2	-	-

Большинство жидкостей для ЭЭО представляет собой нафтено-парафиновые фракции с минимальным количеством ароматических углеводородов, асфальтосмолистых, сернистых и кислотных соединений. Жидкости такого состава лишены резкого неприятного запаха, образуют наименьшее количество токсичных веществ при разложении и твердых продуктов разложения, которые к тому же нелипкие и быстро осаждаются. Последние качества характеризуют фильтруемость рабочей жидкости и особенно важны для успешной эксплуатации систем очистки ЭЭС.

В целях наиболее эффективного ведения процесса на получистовых и чистовых режимах, где МЭЗ малы, следует использовать маловязкие рабочие жидкости (=1,8 3 сСт), на черновых режимах наиболее эффективны жидкости с вязкостью =5 6,5 сСт.

Температура вспышки паров рабочей жидкости, согласно строительным нормам СниП || - М2 - 72 для производства категории В, должна быть выше 61°С.

Производятся работы по дальнейшему совершенствованию рабочих жидкостей с целью повышения их эксплуатационных и технологических показателей.

При ЭЭО применение получили низкомолекулярные углеводородные жидкости различной вязкости, вода и в незначительной степени кремнийорганические жидкости, а также водные растворы двухатомных спиртов [13, стр.58].

Характеристика процесса ЭЭО и выбор режима обработки.

Процесс ЭЭО характеризуется тем, что заготовку фиксируют и жестко крепят на столе станка. Положение ЭИ относительно обрабатываемой заготовки выверяют по установочным рискам с помощью микроскопа или по базовым штифтам. Устанавливают требуемый электрический режим обработки, настраивают глубиномер и регулятор подачи.

В целях повышения производительности и обеспечения заданной шероховатости при необходимости обработку производят в три перехода: предварительный режим черновым ЭИ и окончательный - чистовым и доводочным.

Таблица .4 - Режимы электроэрозионной обработки [13, табл.38, стр.97].

Наименование режима	Установленная мощность генератора импульсов, кВт	Длительность импульса, τ_И , мкс	Частота, f, Гц	Производительность, Q, мм³/мин	Шероховатость, Rz, мкм
Черновой	3 -30	10000-100	50-3000	30000-100	320-80
Чистовой	0,3 -5	500-20	1000-10000	200-30	40-20
Доводочный	1	Не менее 20	Не более 3000	30	2,5-0,63

Рисунок .2 - Зависимость производительности ЭЭО Q от глубины обработки h при постоянной площади обработки [12, рис.8, стр.24].

Электрический режим в зависимости от обрабатываемого материала, материала ЭИ и площади обработки определяют пользуясь графиком.

Рисунок 7.3 - Зависимость производительности ЭЭО Q от длительности импульса τ_и [12, рис.6 а, стр.24]:

1- Iср= 42А; 2- Iср=21А; 3- Iср= 7А; 4- Iср= 3,5А.

Рисунок .4 - Зависимость производительности ЭЭО Q от частоты f при постоянной площади обработки [12, рис.10, стр.25].

Для получения требуемой шероховатости при ЭЭО необходимо подбирать частоту и значение среднего тока.

Рисунок .5 - Зависимость шероховатости R_max от отношения средней силы тока I_ср к частоте f импульсов при ЭЭО [12, рис.10, стр.25].

Для реализации предлагаемой технологии была разработана и создана целая линейка оборудования различной модификации и габаритов. Все это позволило существенно увеличить ассортимент обрабатываемых изделий, в том числе таких, изготовление которых ранее считалось невозможным, а также существенно расширить возможности метода ЭЭО и область ее применения.

Выводы:

на основе анализа процесса электроэразионной обработки определены условия, обеспечивающие эффективную прошивку глубоких и сверхглубоких отверстий;

разработана технология прошивки сверхглубоких отверстий с L/d>300 с использованием электрод-инструмента оригинальной конструкций, позволяющего получать фигурные отверстия с переменным по глубине профилем поперечного сечения, в том числе - с обратным углом.

8. Проектирование приспособления для вертикально-фрезерной операции

На данной вертикально-фрезерной операции производят получение методом торцового фрезерования четырех лысок на цилиндрической поверхности детали.

Получение лысок в условиях среднесерийного типа производства требует применения специального приспособления. Учитывая габаритные размеры заготовки, ее материал и достаточную жесткость, будем разрабатывать пневмоприспособление с установкой заготовки в центрах.

Проектируемое приспособление значительно сократит вспомогательное время на установку и закрепление заготовки, что позволит снизить нагрузку на рабочего и улучшит условия труда.

.1 Уточнение цели технологической операции

На данной операции получаем четыре лыски с двух противоположных сторон заготовки. Их выполняют по IT14 квалитету точности с шероховатостью поверхности Ra=6,3 мкм . (ГОСТ 2789-73).

На данную операцию заготовка поступает предварительно обработанная на диаметральных размерах. Масса заготовки - 2,0 кг. Материал - сталь 20Х ГОСТ 4543-71.

Заготовка представляет собой тело вращения, она вполне жесткая, обратываемолсть ее вполне удовлетворительная. Имеются поверхности, принимаемые за базовые, к которым можно отнести фаски внутренних отверстий Ø24Н9мм и Ø24Н9мм. Эти поверхности имеют шероховатость Ra=6,3 мкм.

Заготовка будет обрабатываться на вертикально-фрезерном станке.

8.2 Разработка и обоснование схемы базирования

Выбираем в качестве схемы базирования - базирование заготовки в центрах со срезанной вершиной. Заготовка фасками внутренних отверстий Ø24Н9мм и Ø24Н9мм устанавливается на центра. Эти поверхности, будучи взятыми в качестве главной базы, лишает заготовку пяти степеней свободы. Шестая степень свободы (вращение вокруг оси) заготовка лишается при поджатии левого торца с усилием.

При этой схеме базирования возможны погрешности в радиальном и осевом направлениях. Эти погрешности рассмотрены в п. .

.3 Расчет сил закрепления приспособления

Рассмотрим силы, действующие на заготовку во время обработки.

P₃~ P_υ ; P₃~ P_h <=> P₃~ F_тр ; ( .1)

где P₃ - сила закрепления;

P_υ и P_h - составляющие силы резания P_z.

P₃ P_υ + F_тр ; ( .2)

где F_тр - сила трения в месте контакта заготовки и

приспособления.

P₃ P_υ + ; (3)

P₃ (4)

где К - коэффициент запаса (К2,5);

f - коэффициент трения (f = 0,7 - при контакте заготовок с

опорами, имеющими рифления [4,табл.10, стр.85]).

Из табл.42 [4, стр.292] P_h / P_z= 1,2; P_υ/ P_z= 0,25 (P_z= 1,76 кН, см. выше),

тогда

P_h = 1,2 · P_z= 1,2 · 1,76 = 2,11 кН; ( .5)

P_υ= 0,25 · P_z= 0,25 · 1,76 = 0,44 кН. ( .6)

Коэффициент запаса К равняется [4, стр.85]:

К = к₀· к₁· к₂· к₃· к₄· к₅· к₆ ; ( .7)

где к₀ - коэффициент гарантированного запаса;

к₁ - коэффициент , учитывающий случайное увеличение силы

резания из-за неровностей обрабатываемой поверхности;

к₂ - коэффициент , учитывающий увеличение силы резания из-

за затупления режущего инструмента;

к₃- коэффициент , учитывающий случайное увеличение силы

резания при прерывистом резании;

к₄ - коэффициент , учитывающий постоянство сил закрепления

в зажимном механизме (ЗМ);

к₅ - коэффициент , учитывающий эргономику ручных ЗМ;

к₆ - коэффициент , учитываемый только при наличии моментов,

стремящихся повернуть заготовку, установленную плоской

поверхностью на постоянные опоры.

к₀ = 1,5; к₁= 1,2; к₂= 1,6 [4,табл.10, стр.85]; к₃ = 1,2; к₄ = 1,0; к₅ = 1,0;

к₆ = 1,0.

К = 1,5·1,2·1,6·1,2·1,0·1,0· 1,0 = 3,45.

Тогда сила закрепления равна:

P₃

.4 Расчет пневмоцилиндра

Выбираем вид привода.

в атмосферу

из магистрали

Рисунок 8.7 - Вид привода .

Расчет привода ведем по формуле [9, табл.4, стр.38]:

= ( .8)

где Q - сила на штоке , Н ;- давление воздуха ( P = 0,6 МПа ) ;- диаметр поршня , м .

Из формулы ( .10) находим диаметр поршня :

=0,159 м = 159 мм .

Принимаем D = 160 мм - для пневматического встроенного цилидра.

Согласно рекомендаций [9, табл.7,стр.42] диаметр штока d_шт = 40 мм , внутренний диаметр трубки воздуховода d_в = 8 мм .

Длину рабочего хода поршня пневмоцилиндра принимаем исходя из удобства и возможности закрепления.

.5 Схема приспособления

Схема подводки сжатого воздуха в пневматический цилиндр двухстороннего действия представлена на рис. 8.8.

Рисунок 8.8 - Схема подводки сжатого воздуха , где :

- вентиль ;

- водоотделительное устройство ;

- редукционный клапан ;

- манометр ;

- пневмораспределитель ;

- пневмоцилиндр .

8.6 Разработка технических требований на изготовление приспособления

Техническая характеристика:

.Сила зажима на штоке поз.5 Q = 11,9 кН .

.Рабочий ход штока поз.5 L = мм.

.Давление воздуха в сети Р = 0,6 МПа.

Технические требования:

.Движение штока поз.19 в пределах рабочего хода плавное без рывков.

.Пневмоцилиндр испытать в течении 20 - 30 мин. при давлении в 1,5 раза превышающее рабочее.

.Нерабочие поверхности красить в серый цвет эмалью ПФ по ГОСТ 1174-81.

.Маркировать обозначение чертежа ударным способом шрифтом 5-Пр3 ГОСТ 26.020-80.

.Клеймить знак ОТК.

. * Размер для справок.

.7 Описание устройства и принципа действия приспособления

Приспособление для вертикально-фрезерной операции состоит из делительного устройства, бабки поз.1 и промежуточной опоры поз.9, которые крепятся на столе станка болтами, и центрируются шпонками поз.40 и поз.41.

Заготовка внутренними отверстиями Ø24Н9 мм и Ø32Н9 мм устанавливается на грибковые центра, причем центр поз.17 неподвижен, а центр поз.36 (установлен в бабке поз.1) - вращающийся.

При закреплении, заготовка устанавливается внутренним отверстием Ø24Н9 мм на центр поз.17 делительного устройства и на призму поз.31 промежуточной опоры поз.9 для придания заготовки первоначального положения и обеспечения безопасной работы фрезеровщика. Затем фрезеровщик перемещает рукоятку пневмораспределителя поз.30 вправо - сжатый воздух поступает в левую полость пневмоцилиндра. Под давлением перемещается поршень поз.13 со штоком поз.19 и вращающимся центром поз.36. Перемещаясь вправо, центр поз.36 заходит в отверстие заготовки Ø32Н9 мм и точно центрирует и надежно закрепляет ее.

После обработки заготовки с получением двух лысок на одной стороне, рабочий поворачивает рукоятку поз.35 кулачка поз.8 и выводит фиксатор поз.16 из сопрягаемого отверстия в делительном диске поз.6. Поворотом рукоятки поз.15 поворачивает палец поз.11, который через шпонку поз.42 передает вращение делительному диску поз.6. Вращение делительного диска поз.6 необходимо проводить до совмещения фиксатора поз.8, который подпружинен пружиной поз.14, и второго отверстия делительного диска поз.6.

После этого производится обработка лысок с другой стороны заготовки.

Раскрепление обработанной детали производится путем перемещения рукоятки пневмораспределителя поз.30 влево - сжатый воздух поступает в правую полость пневмоцилиндра и перемещает поршень поз.13 со вставленным в шток поз.19 и вращающимся центром поз.36.

9. Проектирование приспособления для вертикально-сверлильной операции

Получение отверстий в заготовке в условиях среднесерийного типа производства требует применения специального приспособления. Учитывая габаритные размеры заготовки, ее материал и достаточную жесткость, будем разрабатывать пневмоприспособление с установкой заготовки на двух призмах. Проектируемое приспособление значительно сократит вспомогательное время на установку и закрепление заготовки, что позволит снизить нагрузку на рабочего и улучшит условия труда.

.1 Уточнение цели технологической операции

Шероховатость всех получаемых отверстий и двух гнезд составляют Ra=6,3 мкм. (ГОСТ 2789-73) .

На данную операцию заготовка поступает окончательно обработанная на диаметральных размерах. Масса заготовки - 2,2 кг . Материал - сталь 20Х ГОСТ 4543-71.

Эти поверхности имеют шероховатость Ra=6,3 мкм.

Заготовка будет обрабатываться на вертикально-сверлильном станке 2Н135.

.2 Разработка и обоснование схемы базирования

Выбираем за главную базу цилиндрическую поверхность детали Ø50 мм , обработанную по IT10 квалитету точности с допуском Т=100 мкм .

Рисунок 9.1 - Схема базирования.

Цилиндрическая поверхность Ø50Н10 мм , будучи принятой в качестве главной базы, лишает заготовку четырех степеней свободы, т. е. является двойной опорной базой.

В качестве опорной базы выбираем торец заготовки .

При установки заготовки на призмы возникает погрешность базирования.

Рисунок 9.2 - Схема определения погрешности базирования .

Отверстие Ø7 мм L=7 мм имеет T_l=360 мкм (IT14) ; гнезда Ø6 мм L=5 мм - T_l=300мкм .

Погрешность на размер Н₃ (см. рис. 9.2) вычисляется по формуле :

( .1)

α - угол призмы (α=90˚).

Как видим погрешность базирования не превышает погрешность получаемых размеров.

.3 Расчет сил закрепления приспособления

Так как на операции ведется обработка большого количества отверстий различного диаметра и глубины, то для расчета силы закрепления выберем расчет получения самого большого отверстия и наиболее удаленного от двойной опорной базы.

Это отверстие Ø12 мм. Ранее было определено, что осевая сила, действующая на заготовку равняется Р₀=1,85 кН. Учитывая это определим необходимую и достаточную силу закрепления.

Рисунок 9.3 - Схема действия сил при сверлении

ΣF_i= P₀- R_A- R_B+ 2P₃= 0 ; ( .2 )

ΣM_A= P₀· a + R_B· b - P₃ · b = 0 ; ( .3 )

ΣM_B= P₀ · ( a + b ) + P₃ · b - R_A · b = 0 . ( .4 )

Из ( .3) ( .5 )

Из ( .4) ( .6 )

Согласно рекомендаций, для расчета сил закрепления заготовки предусматривающее смещение от силы, выбираем схему закрепления.

Рисунок 9.4 - Схема расчета сил закрепления заготовки от смещения (7, рис. 40а ,стр. 69).

При постоянном значении силы Р сила закрепления Q = 0 .

Рассматривая наш частный случай ( см. рис. ) предполагаем , что сила закрепления Р₃ = 0 , тогда подставляя в уравнение ( .5 ) и ( .6 ) получаем :

кН ;

кН .

Анализируя полученные результаты приходим к выводу, что сила закрепления необходима в т. В и равняется Р₃ = R_В= 2,1 кН. Т. к. деталь устанавливаются на двух призмах, то для повышения устойчивости и надежности закрепления принимаем закрепление заготовки в двух точках при помощи разветвленного прихвата. Поэтому силу, которую необходимо создать при закреплении равняется двум расчитанным, т. е. Р₃= 2·2,1 4,2 кН

Принимаем Р₃ = 4,5 кН .

Проверяем предельно допустимую нагрузку на призмы (7 , стр. 29):

Q = 7 · b · D ; ( .7 )

где b - длина контакта ( b = 40 мм ГОСТ 12195 - 79 ) .

Q = 7 · 40 ·50 = 14000 Н = 14 кН .

Q > Р_{3 ,}условие выполняется .

Рассчитаем диаметр болта, который будет удерживать прихват в конструкции приспособления:

; ( .8 )

где c - коэффициент для основных матрических резьб, (c = 1,4);

Q - сила закрепления , (Q = 4,5 кН);

σ - напряжение растяжения ( для стали 45 σ = 100 МПа 0;

14,5 мм.

Принимаем болт со сферической головкой М16 ГОСТ 9048-69 (8, стр.118) - материал сталь 45.

Выбираем прихват под болт М16 и начертим его эскиз и основные размеры

Рисунок 9.5 - Эскиз прихвата .

Расчет рычажного прихвата, воспринимающего усилие от толкающего плунжера ведем по (8, стр. 227).

Рисунок 9.6 - Схема действия сил .

Из рис. 6 видно, что h = h ₁ = 35 мм , f = f₁ = f₀ = 0,16 ; r = 15мм

Из условия равенства сил находим силу на штоке пневмоцилиндра (8, стр. 227):

; ( .9)

где P - сила зажима , Н ;

f₁ , f₀ , f - коэффициенты трения .

= 6311,7 Н = 6,3 кН .

.4 Расчет пневмоцилиндра

Выбираем вид привода.

в атмосферу

из магистрали

Рисунок 9.7 - Вид привода .

Расчет привода ведем по формуле ( 9 , стр. 38 , табл. 4 ) :

= ( .10)

где Q - сила на штоке , Н ;- давление воздуха ( P = 0,6 МПа ) ;- диаметр поршня , м .

Из формулы ( .10) находим диаметр поршня :

=0,116 м = 116 мм .

Принимаем D = 125 мм.

Согласно рекомендаций (9, табл.7, стр. 43) диаметр штока d_шт = 32 мм , внутренний диаметр трубки воздуховода d_в = 6 мм .

Длину рабочего хода поршня пневмоцилиндра принимаем конструктивно.

.5 Схема приспособления

Схема подводки сжатого воздуха в пневматический цилиндр двухстороннего действия представлена на рис .9.8.

Рисунок 9.8 - Схема подводки сжатого воздуха , где :

- вентиль ;

- водоотделительное устройство ;

- редукционный клапан ;

- манометр ;

- пневмораспределитель ;

- пневмоцилиндр .

.6 Разработка технических требований на изготовление приспособления

Техническая характеристика:

.Сила зажима на штоке поз.5 Q = 5,2 кН .

.Рабочий ход штока поз.5 L = 25 мм.

.Давление воздуха в сети Р = 0,6 МПа.

Технические требования:

.Движение штока поз.5 в пределах рабочего хода плавное без рывков.

.Пневмоцилиндр испытать в течении 20 - 30 мин. при давлении в 1,5 раза превышающее рабочее.

.Нерабочие поверхности красить в серый цвет эмалью ПФ по ГОСТ 1174-81.

.Маркировать обозначение чертежа ударным способом шрифтом 5-Пр3 ГОСТ 26.020-80.

.Клеймить знак ОТК.

. * Размер для справок.

.7 Описание устройства и принципа действия приспособления

На плите поз.54 крепится пневмоцилиндр при помощи болтов поз.11, две призмы поз.20, две шпонки поз.23 и установ угловой поз.

Закрепление заготовки производится поворотом рукоятки пневмораспределителя поз.19 и подачи сжатого воздуха в рабочую полость пневмоцилиндра.

Поршень поз.5 давит на планку поз.6 через винт поз.10 и передает зажимное усилие на заготовку, которая установлена на призмах поз.20 с упором в угловой упор поз.

Раскрепление заготовки производится при переключении пневмораспределитетя и подачи сжатого воздуха в нерабочую полость. При этом происходит возвращение поршня в исходное положение.

10 Проектирование контрольно-измерительного приспособления

.1 Уточнение задачи проектирования

Разработаем контрольно-измерительное приспособление (КИП) для измерения неперпендикулярности торца Е к оси отверстия Ø24Н9 (не более 0,05 мм) после внутришлифовальной операции на шлифовальном станке.

В настоящее время контроль торцевого биения осуществляется с помощью КИП старого типа. Ни метод ни средства нельзя признать приемлемыми, т. к. контроль проводится по качественному признаку и не дает необходимой информации о состоянии процесса обработки и качества изделия.

Отработка конструкции на технологичность измерения.

В целом контроль торцевого биения в пределах 0,05 мм не вызывает каких-либо трудностей, поскольку имеются достаточно развитые поверхности. Точность отверстия как базовой поверхности соответствует 9 квалитету точности, что приемлемо. Шероховатость базовой поверхности Ø24Н9 составляет Rа0,2, а торца Е - Rа6,3 .

Выбор категории контроля. Выпускаемая продукция по своим технико-экономическим показателям должна соответствовать современным требованиям действующих ГОСТ, ОСТ, ТУ. Такую продукцию относят к 1 категории качества. Ограничимся 3-й категорией контроля.

Установим следующие показатели операции контроля: по объему - всеобщий контроль; по времени - постоянный; по структуре - однократный

Выбор контрольных точек объекта измерения.

Рисунок 10.1 - Контролируемые поверхности заготовки.

За контролируемую поверхность принимаем поверхность 1 (см. рис.10.1) внешнего торца цилиндра . Определим точностные параметры этой поверхности : степень шероховатости соответствует значению Ra6,3 .

Определение конструктивно-технологических особенностей контролируемой детали.

Перпендикулярность оси отверстия Ø24Н9 и торца (поверхность Е) контролируется после шлифования отверстия Ø24Н9. Деталь по конструктивным особенностям относятся к телам вращения, по технологическим - к классу валов.

Масса детали после снятия со шлифовального станка - 1,9 кг. Материал - сталь 20Х. Данная сталь обладает высокой прочностью и вязкостью. Твердость 50 .. 55 НRС_э. Плотность материала Q = 7,8 · 10³ кг/м³ , коэффициент линейного расширения α = 13,4 · 10^-6 К^-1 . Предел текучести σ_т = 800 · 10⁶ Па. Временное сопротивление разрыву σ_в = 1000 · 10⁶ Па.

Выбор схемы контроля

Из всей совокупности поверхностей образующих деталь, претендовать на базовые могут две: цилиндрическое отверстие Ø24Н9 и торец цилиндра Е, перпендикулярность которого надо измерить (рис.1). Этот выбор обусловлен возможностью совмещения конструктивной и технологической баз. Остальные варианты контроля не применимы из-за достаточно малого диаметра отверстия Ø24Н9 и большой длине детали.

Проведем уточнение и анализ этих поверхностей:

· точность размеров: диаметр отверстия d = 24Н9 мм , степень точности IT9 - нижнее отклонение EI = 0, верхнее - ES = 52 мкм, величина допуска Тd = 52 мкм согласно ГОСТ 25374-82;

· точность формы: Рассмотрим возможные отклонения формы базового отверстия , которые могут оказать влияние на точность положения детали при измерении. К ним прежде всего относятся отклонения от округлости, овальности и огранка (рис.10.2).

Рисунок 10.2 - Погрешности формы.

(1)

Отклонение профиля продольного сечения могут выражаться такими искажениями формы : конусность (а), бочкообразность (б) , седлообразность (в) (рис.10.3).

Рисунок .3 - Отклонение профиля.

(2)

Поскольку чертеж особо не оговаривает отклонения формы ,то они ограничиваются полем допуском на размер диаметра Dф=26 мкм, что соответствует 8-й степени точности по ГОСТ 24643-81.

Отклонение формы торца Е (рис. .4) принимаем Dф=80 мкм, оговорив недопустимость вогнутости. Величина допуска и интервала размера дают возможность отнести такое отклонение к 11-й степени точности по ГОСТ 24643-81.

Рисунок 10.4 - Отклонение формы торца Е.

Точность расположения.

Отклонение расположения базового отверстия Ø24Н9 и наружного торца цилиндра задано в размере 50мкм. Т.е. допуск на торцевое биение равно 50мкм (10-я степень точности).

Степень шероховатости.

Конструктор определил степень шероховатости отверстия Rа 0,2 , а торца Е - Rа1,6 .

Выбор и обоснование схемы базирования

Составим таблицу точностных параметров базовых и контролируемых поверхностей. Она позволит принять обоснование о пригодности рассматриваемых поверхностей в качестве базовых .

Таблица 1 Точностные параметры базовых и контролируемых поверхностей

Наименование точностного показателя	Измеряемый параметр- торец Е	Базовые поверхностити
		отверстие Ø24Н9	торец Е
Точность размера (квалитет)	12	9	12
Точность формы (степень точности)	11	8	11
Точность расположения (степень точности)	11	9	11
Степень шероховатости (высота микронеровностей)	1,6	0,2	1,6

Оценивая точность различных показателей , приходим к выводу , что качество базовых поверхностей обеспечивает заданную точность положения контролируемой детали во время контроля .

Для более глубокого понимания механики налагаемых на заготовку связей изобразим схему координат (рис.10.5), по которым может ориентироваться деталь, в соответствии с рассмотренной ранее схемой базирования.

Рисунок 10.5 - Схема координат. Рисунок 10.6 - Схема измерения.

Таблица .2 - Таблица жестких односторонних связей .

Характер связи	X	X’	Y	Y^'	Z	Z^'
Реакция опоры	R	R	R	R	-	R
Характер связи	W_x	W’_x	W_y	W’_y	W_z	W’_z
Реакция опоры	R	R	R	R	-	-

При построении таблицы жестких односторонних связей (табл. .2) видим, что деталь лишена 9 односторонних связей (X, X’, Y, Y’, Z’, W_x, W’_x, W_y, W’_y ) не лишает 3-х из них (Z, W_z, W_z’).

10.2 Выбор и обоснование схемы измерения

Если расположить контролируемую деталь вертикально (рис.10.6) , то сила гравитации Q будет прижимать опорную поверхность С к установочному элементу приспособления . Вращение вокруг вертикальной оси и перемещение вдоль нее способствует проведению операции контроля . Вследствие этого отпадает необходимость в закреплении детали в КИПе , следовательно Е_З=0.

10.3 Определение условий в которых будет эксплуатироваться КИП

Контроль заданного параметра будет проводиться непосредственно на шлифовальном участке, на рабочем столе шлифовщика, расположенном около станка. Отсюда можно сделать вывод о неблагоприятных условиях эксплуатации КИП:

· возможно попадание СОЖ и пыли ;

температура в рабочей зоне - С (ГОСТ 12.01.005-88);

· относительная влажность воздуха φ=80% ;

· атмосферное давление Р_атм=86 - 106 кПа ;

скорость движения воздуха V_В0,5 м/с ;

· частота вибраций , вызываемая станком f =20 - 30 Гц.

При эксплуатации КИП возможны сотрясения и удары. Основным фактором, определяющим работоспособность зрения, является освещенность. В условиях участка Е_ф=240 люкс, что недостаточно. Поэтому предусматриваем местное освещение с Е_ф= 1000 люкс. Возможно измерение деталей, не успевших остыть после обработки их температура может достигать 50˚С.

Выбор стандартных установочных элементов проектируемого КИП.

Рассматривая выбранную схему измерения и стандартные элементы приходим к выводу, что необходимо проектировать специальные элементы.

Составление перечня частных функций, которые следует реализовать в КИП. Определение структуры потока функций.

Из перечня функций, которые реализуются в КИП, составим набор функций, которые необходимо осуществить, чтобы стала возможной операция контроля (рис. 7):

1) установка;

2) базирование;

3) настройка;

4) прием информации;

5) передача и преобразование информации;

6) выдача результатов измерения ;

7) отвод и подвод инструмента . Рисунок .7

Задаемся продолжительностью реализации частных функций :

t_ф1= 7 с. ; t_ф2=5 с ; t_ф4= 10 с ; t_ф5= 8 с ; t_ф6= 8 с ; t_ф7=5 с .

Если принять структуру потока функций такой, как показано на рис., то продолжительность операции измерения отклонения от перпендикулярности оси отверстия и плоскости Е.

t_ф= t_ф1+ t_ф7+ t_ф4+ t’_ф7+ t’_ф2 +t’_ф1=7+5+10+5+5+7=39 c ( .3)

10.4 Выбор и обоснование метода измерения

Из возможных альтернатив прямого и косвенного метода отдаем предпочтение прямому, поскольку его проще произвести при контроле торцевого биения. Получаемая точность вполне достаточна для проверяемого допуска. При выборе контактного и бесконтактного способов отдаем предпочтение контактному способу. Это обусловлено тем, что прочностные характеристики материала детали высоки и контролируемая поверхность без деформаций и смятий может воспринять значительное измерительное усилие. В наших условиях когда возможность попадание масла, СОЖ, пыли, измерительное усилие будет способствовать удалению грязи и посторонних тел с места измерения

Для обеспечения точечного контакта применяем наконечник сферической формы при радиусе сферы не менее 5 мм (рис. 8). Наконечник типа НР имеет твердосплавную вставку (ГОСТ 11007-66).

Учитывая значительную твердость контролируемой поверхности и допуск измеряемого параметра IT=50мкм, геометрические параметры вставки (рис.10.7) ориентировочно назначаем измерительное усилие 500сН (5Н).

Рисунок 10.8- Геометрические параметры вставки.

В этом случае ожидаемая погрешность от измерительного усилия определяется по формуле Герца :

; ( .4)

где - величина погрешности за счет контактной деформации ,мкм ;

К - коэффициент, зависящий от материала измерительного наконечника (К=0,81 - для твердого сплава) ;

Р_УС - измерительное усилие ,Н ;

Деталь контролируется динамическим методом, т. к. схема измерения предусматривает вращение заготовки при измерении .

Вопрос о расположении измеряемой детали при контроле был решен в п. , где обосновано вертикальное расположение детали, поскольку оно позволяет обойтись без зажимного устройства.

Из двух возможных методов - абсолютного и относительного - предпочтителен абсолютный , который сразу показывает годность детали .

Используем активный метод контроля. Для современного производства неприемлемы методы, которые на конечном этапе техпроцесса лишь фиксирует уровень качества. Прогрессивным следует считать такой способ, который дает возможность предупредить появление брака при формировании качества. Чтобы рабочий - оператор «активно» участвовал в техпроцессе каждой операции, он должен располагать информацией о величине отклонения и его направленности.

Продолжительность операции обработки шлифования торца на шлифовальном станке не превышает 10 мин. Согласно этому устанавливаем время на контрольную операцию две минуты. Такая продолжительность контроля не требует высокого уровня механизации, т.к. может быть осуществлена вручную на простом измерительном устройстве .

Измерение торцевого биения будет иметь динамический характер, т. к. деталь в процессе контроля будет вращаться на 360˚ под воздействием рабочего. КИП будет стационарным - на измерительном столе шлифовщика.

КИП должен иметь шкальное счетное устройство, которое обеспечивает достаточною точность отсчета без напряжения зрения.

Принимаем механический принцип преобразования измерительной информации . Это решение предопределено в значительной мере контактным методом контроля . В его пользу говорит большой арсенал технических средств , прошедших многолетнюю апробацию на точность и надежность работы на рабочих местах станочников.

.5 Выбор и обоснование средства измерения

Выбор средства измерения

Выбор средства измерения начинаем с определения оптимальных метрологических, эксплуатационных и надежностных характеристик ,которыми должно обладать СИ .

Допускаемая суммарная погрешность измерения КИП находится как часть допуска IT контролируемого параметра (торцевого биения).

| δ_изм| = к ·ΙΤ , ( .5)

где к -зависит от квалитета или степени точности контролируемого параметра (к=0,20,35) ;

| δ_изм| = 0,35 · 50 = 17,5 мкм .

В соответствии с ГОСТ 8.051-81 принимаем | δ_изм| = 18 мкм .

Определим допустимую погрешность средства измерения :

|| = 0,7 · | δ_изм| ; ( .6)

|| = 0,7 · 18 = 9,3 мкм9 мкм.

Цена деления рассчитывается в зависимости от величины допустимой инструментальной погрешности СИ . Принимаем С = 5 мкм .

Интервал деления шкалы (а) берем 2 мм , поскольку меньшее расстояние между соседними штрихами шкалы может затруднить считывание показаний СИ . Здесь необходимо учитывать условия , в которых будет работать КИП , и прежде всего освещенность .

Предел измерения по шкале А должен превышать допуск на торцевое биение , чтобы снятие показаний не вызвало затруднений . Принимаем :

А = 4 · IT = 4 · 50 = 200 мкм = 0,2 мм .

Предел измерений средства определяется условиями эксплуатации . Принимаем Б = 2 мм .

Измерительное условие Р_УС обуславливается характером контролирующих поверхностей при измерении , жесткостью контролируемой поверхности , величиной допуска измеряемого параметра . Поскольку ограничения на значение измерительного усилия отсутствует , поэтому принимаем Р_УС= 500 сН , допустимое колебание измерительного усилия оговорено величиной

Р_УС=0,5 % Р_УС= 0,05·500=25 сН. (.7)

Основным нормируемым показателем надежности СИ является наработка t(р) до первого отказа при вероятности безотказной работы Р. В соответствии с РД 50-650-87, оговорим количество циклов измерений, обеспечивающих заданное количество контрольных операций.

t(р) = 0,25 · 10000 = 2500 циклов.

Вероятность безотказной работы Р = 0,85, исходя из возможностей измерительных средств , выпускаемых отраслью.

Согласно установившимся ценам на контрольно-измерительные средства отечественного производства , установим затраты на приобретение СИ - Ц=35 грн.

Поиск СИ по заданным ограничениям

После того как стали известны допустимые значения по метрологическим , эксплуатационным и надежностным показателям , можно приступить к поиску СИ . Приемлемым считается СИ, значение характеристик которого в пределах в таком соотношении с допустимыми :

|| ; |Р_ус| ;

С|С| ; Р|Р_ус| ;

Ц|Ц| ; а|а| ;

А|А| ; t(P)|t(P)| ;

Б|Б| ; Р|Р| .

Поиск осуществляем в соответствии с таблицами технических характеристик рычажно-зубчатых измерительных головок . Наиболее близким по показателям является индикатор многооборотный модели 2МИГ со следующими параметрами :

= 0,005 мм ; Р_ус = 200 сН ; С = 0,002 мм ; Р_ус = 70 сН;

А = 1 мм ; t(P) = 700000 ; Б = 2 мм ; Р = 0,9 .

Сопоставив эти значения с допустимыми (расчетными), приходим к выводу, что заданные условия точности, надежности и экономичности соблюдаются.

Другие СИ обладают избыточной точностью и меньшей надежностью . Поэтому для нашего КИП наиболее подходящим считается индикатор многооборотный модели 2МИГ ГОСТ 9696-75.

Эскиз выбранной многооборотной рычажно-зубчатой измерительной головки представлен на рис. 9. Габаритные размеры индикатора 70×106×20 мм, масса - 0,11 кг . Наконечник снабжен вставкой из твердого сплава.

Рисунок 10.9 -Эскиз рычажно-зубчатой головки 2МИГ.

.6 Эскизное проектирование

.6.1 Разработка кинематической схемы КИМ

На схеме необходимо изобразить в упрощенном виде основные механизмы КИП. Она также должна давать понятие о характере перемещения, предельных положениях, видах связей (рис. 10 а, 10 б).

Рисунок .10 а. Рисунок .10 б.

Анализируя две схемы приходим к выводу, что целесообразнее будет схема рис. 10 б, т. к. схема позволяет разместить все элементы приспособления, что необходимо как с конструкторской, так и с технологической точки зрения.

.6.2 Разработка функционального узла

Из функций, которые надлежит реализовать в проектируемом КИП, наибольший интерес представляет установка и закрепление средства измерения и перемещение его на измерительную позицию.

Каждая из этих функций может быть реализована с помощью различных технических средств с различным уровнем качества.

Рассмотрим несколько технических решений, реализующих установку и закрепление СИ. Вариант представленный на рис. 11 а) должен быть сразу отвергнут. Крепление измерительной головки за тонкостенную гильзу недопустимо, поскольку винт деформирует тонкостенную трубку прибора, и он выйдет из строя.

а) б)

Рисунок .11 - Вариант крепления средства измерения .

Вариант рис. 11 б) более приемлем, поскольку здесь гарантируется точность, быстрота и надежность крепления

Перемещение средства измерения для нашей схемы измерения не требуется.

.6.3 Определение точности изготовления и сборки разработанных функциональных узлов

Причиной погрешности положения чаще всего бывают зазоры, технологические погрешности изготовления, недостаточная жесткость элементов размерной цепи, износ сопрягаемых деталей. Поэтому рассмотрим возможные искажения положения измеряемой детали, обусловленное зазорами и технологическими допусками.

Функциональный узел представлен на рис .12.

Для получения необходимой точности контроля и уменьшения фактической суммарной погрешности КИП, применим гидропластовый зажим контролируемой детали. Его применение позволит значительно сократить погрешность базирования.

Рисунок 10.12 - Функциональный узел КИП .

Расчет гидропластового зажима ведем по [11, стр.123] .

Длина тонкостенной втулки равна:

L = D + 0.5D, ( .8)

где D - диаметр посадочного отверстия , мм .

L = 24 + 0,5 · 24 = 36 мм .

Допустимая упругая деформация тонкостенной втулки :

, ( .9)

где σ_т - предел текучести материала , МПа (σ_т = 850 МПа) ;

Е - модуль упругости , МПа (Е = 2 · 10⁵ МПа) ;

К - коэффициент запаса прочности, (К=1,21,5; принимаем К = 1,3).

мм = 78 мкм.

При ΔD>S_max, где S_max - максимальный зазор сопряжения втулки и посадочного отверстия (предварительная посадка H8/h7 - S_max = 45 мкм), будет выполняться центрирование и зажим детали .

Т. к. 78 > 45 (мкм) - условие выполнено .

Из табл.2 [11, стр.124] , толщину h тонкостенной втулки при L > D/2 определяем по формуле :

h = 0,015D + 0,5 = 0,015·24 + 0,5 = 0,86 мм . ( .10)

Принимаем h = 0,9 мм.

Высота Н полости под гидропласт вычисляем по формуле :

мм . ( .11)

Принимаем Н = 5 мм .

Для обеспечения точного центрирования детали необходимо соблюдать условие :

( .12)

где - L длина тонкостенной втулки , мм

L_K - длина контактной зоны , мм .

Вычислим длину контактной зоны L_K, которая зависит от отношения h/R;

h/R = 0,9/12 = 0,075.

Тогда по табл.3 [11, стр.125] :

( .13)

где i - запас деформации , мкм .

i = ΔD - S_max = 78 - 45 = 33 мкм . ( .14)

мм .

Проверяем условие точности центрирования :

При а = 0,65 - условие выполнено, достигнуто обеспечение точного центрирования .

Диаметр dплунжера принимаем равным d = 10 мм , длину рабочей поверхности плунжера принимаем равной l = 1,8d = 1,8·10 = 18 мм. Материал плунжера - сталь 45 , HRC 40 .. 45 .

Нажимной винт с внутренним шестигранным отверстием, необходимый для перемещения плунжера и создания давления в полости с гидропластом принимаем конструктивно - М1616 ГОСТ 8878-64 [8, стр.120].

Для надежной фиксации тонкостенной втулки на пальце применим винт М58 ГОСТ 1491-62 [8, стр.114] с гайкой . Винт герметически закрывает отверстие , служащее для выпуска воздуха при заполнении приспособления расплавленной пластмассой . Эту же функцию выполняет винт установочный М1025 ГОСТ 1477-64 [8, стр.122].

Вид используемого гидропласта - ДМ (используется для заполнения рабочих поверхностей , имеющих сложную конфигурацию и значительную протяженность).

Таблица 3 - Состав гидропласта ДМ [8, стр.278].

Компоненты и параметры	Состав в % и показатели
Полихлорвиниловая смола М	10
Дифутилфталат (ГОСТ 2102-51)	88
Стеарат кальция	2
Температура плавления , Сº	110º - 120º
Удельный вес	1,08
Усадка в объеме после остывания, %	10-12
Рекомендуемые теипературные условия эксплуатации	- 20º - +60º

Выделим следующие погрешности:

) Смещение оси детали в плоскости чертежа без нарушения параллельно- сти к оси измерения. Зададимся посадкой сопряжения коронки со втулкой - Ø17 H7/g6. Тогда наибольший и наименьший предельные зазоры будут таковы :

Z_max = ES - ei = 18 - ( - 17 ) = 35 мкм;

Z_min = ЕI - еs = 0 - (-6) = 6 мкм .

Допуск зазора TZ = Z_max - Z_min = 35-6 =29 мкм.

Такое отклонение положения детали от заданной точки измерения не вы зовет искажение положения СИ . Поэтому принимаем

Рисунок .13.

) Перекос оси установки детали относительно измерительного рычага обусловлен зазором в сопряжении детали с установочным валом . Как видно из рис. .14 перекос оси на величину Z_p_max = 17,06 мкм вызывает перекос измеряемой поверхности и средства измерения в горизонтальной плоскости .

Δ₂ = Z_{p max} = 17,06 мкм

Рисунок .14

) Введение упорных подшипников обуславливает возникновение дополнительной погрешности измерения измеряемой детали , вызванной осевым биением колец подшипников. Упорные подшипники 8204 ГОСТ 831-89 класса точности 6 , ГОСТ 520-89 имеют допуск на осевое биение , равный = 5 мкм . Тогда = 5 мкм.

.6.4 Расчет фактической суммарной погрешности КИП

Е_КИП = Е + Δ_р + Δ_э + Δ_ин + Δ_т + Δ_ус ; ( .15)

где Е - погрешность положения контролируемой детали в приспособлении ;

; ( .16)

где Е_б - погрешность базирования : Е_б = 3 мкм , т. к. гидропластовые оправки обеспечивают точность центрирования 0,0020,003 мм, [7, стр.42];

Е_з - погрешность закрепления Е_з = 0 , т. к. отсутствует усилие закрепления контролируемой детали незначительно ;

Е_пр - неточность изготовления элементов приспособления.

; ( .17)

где Е_пр1 - погрешность изготовления базовых элементов приспособления для установки деталей (из табл. П2.1 [10] Е_пр1=5 мкм ) ;

Е_пр2 - погрешность расположения базовых элементов для установки деталей относительно элементов установки измерительных приборов (из табл. П2.2 [10] Е_пр2=8 мкм ) ;

Е_пр3 - погрешность , обусловленная зазорами и технологическими допусками установочных элементов приспособления.

; ( .18)

Тогда .

Δ_р - погрешность передаточного устройства

Т. к. конструкция имеет равноплечный рычаг, то его погрешность будет равняться менее 1 мкм , то ее не будем учитывать. Δ_р=0 мкм .

Δ_э - погрешность изготовления эталонной детали

Т. к. КИП не нуждается в эталоне то Δ_э = 0 мкм.

Δ_ус - погрешность, вызываемая измерительным усилием за счет контактной деформации.

Фактическую погрешность определяем по формуле Герца:

( .19)

где Р_ус - измерительное усилие , Н (Р_ус = 2 Н);

r - радиус измерительного наконечника (r = 5 мм);

к - коэффициент, зависящий от материала (для твердого сплава к = 0,81) ;

тогда

Δ_t - погрешность, вызванная изменением температуры окружающей среды.

Т. к. КИП контролирует торцевое биение, то на контролируемый параметр температурная погрешность не влияет Δ_t = 0 .

Δ_ин - погрешность выбранного средства измерения; Δ_ин = 5 мкм.

Подставив найденные значения элементарных погрешностей в формулу Е получим :

Е_КИП = 12,42 + 0 + 0 + 5 +0 + 0,32 = 17,74 мкм .

Сопоставив фактическую суммарную погрешность Е_КИП с допустимой |δ_изм|, делаем вывод о том , что необходимое условие точности соблюдается :

Е_КИП = 17,74 < 18 = | δ_изм|.

Определение влияния погрешности измерения на результат контроля .

Используя положение Н.Н. Маркова, определим удельный вес суммарной погрешности в допуске изделия при IT = 50 мкм, | δ_изм| = 18 мкм .

или А_мет = 31% . ( .20)

Из графиков найдем , что количество неправильно принятых деталей m = 1,8 % , т. е. из 2000 проверенных деталей - 36 шт. Количество неправильно забракованных деталей n = 2.2% , т. е. - 44 шт. Относительная величина выхода за границу поля допуска С/IT = 0,2/50 = 0,04.

Технико-экономический эффект от применения КИП новой конструкции.

Введение в производство более современного средства контроля создает обманчивое впечатление невыгодности его применения. В тоже время, расходы на его хранение и эксплуатацию значительно выше. Однако такой подход следует считать поверхностным, потому что он не учитывает множество факторов, на которые оказывает положительное влияние повышение качества и надежности процесса измерения. Это позволяет не только расширить возможности использования технологического оборудования или обеспечить «запас точности», но и получить более широкую информацию для управлением качеством работы технологических систем и выпускаемой продукции.

Для примера рассмотрим лишь влияние на экономические показатели цеха фактора уменьшения количества неправильно забракованных деталей n. До введения в производство нового КИП, процент неправильно забракованных деталей составлял 2,8 %. Спроектированное КИП позволяет снизить этот показатель до 2,2%. Таким образом, производство дополнительно получит 2,8 - 2,2 = 0,6% деталей после шлифовальной операции. Количество это выражается 2000·0,6/100 = 12 деталями. При себестоимости детали после шлифовальной операции, равной грн, экономия составит грн Даже без учета других положительных сторон применение спроектированного прибора становится очевидной его экономическая целесообразность. В первый же год эксплуатации он не только окупит себя, но и принесет доход.

10.7 Устройство и принцип действия КИП

Контролируемая деталь «Цилиндр» для контроля торцевого биения отверстием Ø24Н9 надевается на тонкостенную втулку поз.4 до упора. При помощи четырехгранного ключа, винт поз.15 вкручивают в палец поз.6 до надежной фиксации контролируемой детали. Винт поз.15, перемещаясь, двигает плунжер поз.8, который нагнетает давление в полости пальца поз.6 и напрессованной на него тонкостенной втулки поз.4, заполненной гидропластом поз.21. Под давлением гидропласт воздействует на тонкостенную втулку поз.4, диаметр которой увеличивается и закрепляет с точным центрированием деталь.

Контроль торцевого биения производится поворотом детали одновременно с пальцем поз.6 на 360º, который сцентрирован во втулке поз.2 на двух упорных подшипниках поз.20.

В левой части корпуса поз.7 закреплена стойка поз.10, на которой установлен измерительный рычаг поз.9 при помощи шпильки поз.12 и зажат индикатор часового типа модели 2МИГ поз.19 при помощи втулки поз.3 и зажимного винта поз.1.

Во время контроля индикатор поз.19 воспринимает усилие от рычага поз.9, который передает информацию о торцевом биении измеряемой поверхности.

Раскрепление и снятие заготовки происходит в обратном порядке установки.

11. Конструирование режущего инструмента

.1 Конструирование торцовой фрезы

В качестве объекта проектирования выбираем проектирование торцевой фрезы с углом в плане φ=45° со вставными зубьями, оснащенными многогранными неперетачиваемыми пластинами (МНП) для вертикально фрезерной операции.

Материал МНП выбираем с учетом обрабатываемого материала (20Х) - твердый сплав Т15К6.

Состав МНП из твердого сплава Т15К6:

· кобальт Со = 6 %;

· титан Тi = 15 %;

· карбид вольфрама WC = 79 %.

Определяем наружный диаметр фрезы по [22, стр.87]:

D = 1.2B, (1)

где В - ширина фрезерования, мм (В = 60мм).

D = 1.2·60 = 72 мм.

Принимаем D = 75 мм.

Т. к. фреза имеет малый диаметр, то она не будет иметь посадочного отверстия. Крепление проектируемой торцевой фрезы будет осуществляться с помощью конического хвостовика, выполненного цельно с фрезой. Длину фрезы с хвостовиком принимаем конструктивно l = 160 мм.

Число зубьев z принимаем исходя из предлагаемого ряда, зависящего от наружного диаметра фрезы [22, стр.91], для D = 75 мм - число зубьев z = 6.

Обработка торцевой фрезой с МНП с углом в плене φ=45° при черновом фрезеровании стали согласно табл.33 [18, стр.147] обеспечивает заданную точность фрезеруемых поверхностей.

Для проектирования торцевой фрезы с пластинами из твердого сплава выберем рекомендуемые значения геометрических параметров режущей части по прилож.27 [19, стр.152]:

· передний угол γ = 10°..12°;

· задний угол α = 3°..8°;

· угол в плане φ = 15°..60°;

· угол наклона кромки λ = 0°.

В качестве МНП выбираем сменную многогранную твердосплавную пластину шестигранной формы с отверстием и стружколомающими канавками на одной стороне по ГОСТ 19068-80 [21] из твердого сплава марки Т16К6 с длиной режущей кромки l = 9,1 мм; толщиной s = 4,76 мм; r = 0,8 мм. Пластина имеет маркировку - 196613 0396 090408.

Для обеспечения геометрических параметров резания, МНП необходимо повернуть относительно вертикальной оси фрезы на угол равный 8°.

Тогда параметры режущей части фрезы с учетом геометрических особенностей МНП будут таковыми:

· передний угол γ =12°;

· задний угол α = 8°;

· угол в плане φ = 45°;

· вспомогательный угол в плане φ1 = 15°;

· угол при вершине ε =120°;

· угол резания δ = 88°;

· угол заострения; β = 80°;

· угол наклона кромки λ = 0°.

Крепление режущей пластины в корпусе фрезы осуществляется с помощью штифта, закрепленного в державке. Вылет режущих кромок пластины регулируется с помощью подпружиненного болта, который регулирует вылет державки, а вместе с ней и вылет режущей пластины.

11.2 Технические требования

1. Режущая пластина из твердого сплава Т15К6 ГОСТ 19068-80.

2. Твердость корпуса HRC_э 42..47.

3. Маркировать материал корпуса и диаметр фрезы ударным способом шрифтом 5-Пр3 ГОСТ 26.020-80.

4. Затяжка болта поз.3 с усилием не более 5Н.

5. Биение режущих кромок не более 0,01 мм.

6. Допускается применение пластин из материала ВК6 ГОСТ

.3 Конструкция фрезы

На корпус поз.2 напрессовано кольцо поз.1. Корпус поз.2 имеет шесть пазов, в которые вставлено по державке поз.4. Твердосплавная пластина шестигранной формы поз.5 крепится к державке поз.4 с помощью штивта поз.8. Крепление державки поз.4 в корпусе фрезы поз.2 осуществляется с помощью болта поз.3 с шайбой поз.7, подпружиненный пружиной поз.6.

Точное и надежное крепление режущих пластин поз.5 в корпусе фрезы поз.1 осуществляется благодаря пазу в корпусе, к которому прижимается пластина поз.5 при закручивании болта поз.3.

12. Охрана труда

.1 Анализ потенциальных опасностей и вредностей проектируемого участка и разработка мероприятий по их устранению

.1.1 Характеристика проектируемого участка

Проектируемый участок имеет следующие показатели:

площадь участка ………………………… м²

- общая площадь цеха………………….. м²

количество пролетов цеха……………… 2

тип здания:………………………………. капитальное

численность работающих на участке.…………… чел.

количество работающих занятых на работах с вредными

условиями труда на 01.01.2001 г…………………2 чел.

Проектируемый участок предназначен для производства детали «Цилиндр» (НО14.52-02). Годовая программа выпуска 2000 шт. Масса заготовки - 4,9 кг, масса детали - 1,8 кг.

Технологическое оборудование, восновном, универсальное.

Заготовка подается на рабочие места партиями в поддоне с помощью мостового крана грузоподъемностью 5т, стружка с рабочих мест убирается аналогично.

Категории выполняемых работ на участке по тяжести - средней тяжести, по точности - средней и высокой точности.

.1.2 Потенциальные опасности и вредности спроектированного участка

На проектируемом участке находится большое количество производственного оборудования. Ниже рассмотрены основные опасные производственные факторы имеющие место при работе на нем .

Производственный шум

Шумы воздействуют на нервную систему, нарушают сердечную деятельность, ухудшают память, снижают работоспособность. Источником производственного шума в основном являются технологическое и производственное оборудование, транспортные средства и т.п. Повышенный шум от работающего оборудования, транспортных средств, как правило, является результатом нарушения центровки отдельных узлов механизмов, отсутствия смазки в подшипниках, передачах и т.п. Проведение ремонтных работ сопровождается дополнительным шумом.

Производственная вибрация

Под вибрацией обычно подразумевают механические колебания упругих тел с частотой свыше 1Гц. Источниками вибраций на производстве являются отдельные несбалансированные узлы и детали оборудования, механизированный инструмент и т.п.

Как правило, превышение допустимого уровня вибрации является результатом конструктивной недоработки оборудования, либо потери технических характеристик взаимодействия отдельных узлов оборудования из-за несвоевременного проведения его осмотра и ремонта [16, стр.34].

Загазованность воздушной среды

Некоторые технические процессы сопровождаются выделением вредных веществ в воздушную среду рабочей зоны. Рабочей зоной считается пространство высотой до 2 м над уровнем пола или площадка, на которой находятся места постоянного или временного пребывания работающих. Концентрация вредных веществ в рабочей зоне не должна превышать предельно допустимых концентраций, установленных ГОСТ 12.1.005-76 «ССБТ. Воздух рабочей зоны» [17, стр.37].

Запыленность воздушной среды

Каждый участок имеет источники пылевыделения. Наибольшая запыленность характерна для тех видов технологических операций, где происходит загрузка, выгрузка, размол, просеивание и смешивание различных материалов, выделяющих мелкодисперсные частицы.

Все виды промышленной пыли представляют собой аэрозоль, в которой дисперсной средой является воздух, а дисперсной фазой - твердые пылевые частицы размером не менее 5 мкм.

Температура и относительная влажность воздуха рабочей зоны

Метеорологические условия в производственных помещениях главным образом определяются температурой и относительной влажностью воздуха рабочей зоны.

Человек постоянно находится в процессе теплового взаимодействия с окружающей средой. Для того чтобы физиологические процессы в его организме протекали нормально, выделяемое организмом тепло должно отводиться в окружающую человека среду. Соответствие между количеством этого тепла и охлаждающей способностью среды характеризует ее как комфортную. В условиях комфорта у человека не возникает беспокоящих его тепловых ощущений - холода или перегрева.

Таким образом, для теплового самочувствия человека важно определенное сочетание температуры и относительной влажности воздуха рабочей зоны [12, стр.27].

Освещенность рабочих мест

Производственное освещение, правильно спроектированное и выполненное, улучшает условия зрительной работы, снижает утомление, способствует повышению производительности труда и качества выпускаемой продукции; благоприятно влияет на производственную среду, оказывая положительное психологическое воздействие на работающего; повышает безопасность труда и снижает травматизм на производстве [16, стр. 72].

Режущие инструменты (фрезы, дисковые пилы, абразивные круги).Фрезы (дисковые, торцевые, цилиндрические), как правило заводы изготовители станков не ограждают, и в руководствах к станкам не даются рекомендации (решения) по их ограждению. Заводы-потребители вынуждены «изобретать» такие ограждения и не всегда удачно, а чаще станки работают без ограждения. Это приводит иногда к очень серьезным травмам. Поэтому целесообразным будет применение и фундаментальная разработка ограждений для р.и.

Приводные и передаточные механизмы

Они могут наносить травмы обычно в процессе наладки и ремонта станков, а ходовые винты и валики токарных станков представляют огромную опасность и в процессе эксплуатации, так как в основном они не ограждаются заводами- изготовителями. Только в станке 16К2О завода «Красный пролетарий» такое ограждение предусмотрено.

Сливная (ленточная) стружка

Стружка наносит большое число травм (порезы рук и ног) иногда с тяжелым исходом. До сих пор не найдено универсального средства устойчивого ее дробления в процессе резания в широком диапазоне режимов резания. Травмы наносимые сливной стружкой отмечаются как у рабочих со стажем работы до 1 года так и у опытных со стажем 5-20 лет. Травмы может получить станочник и в процессе эксплуатации станка, и при уборке рабочего места, а также рабочий проходящий по цеху.

Отлетающая стружка и пыль хрупких металлов

Отлетающей стружкой и пылью наносятся травмы глаз и ожоги лица и рук. При обработке хрупких металлов и неметаллических материалов воздух рабочей зоны загрязняется пылью обрабатываемого материала, имеющего во многих случаях вредные компоненты (свинец, бериллий, асбест и др.). В этих случаях защитные очки и экраны на станках просто необходимы, но они не решают упомянутых проблем полностью.

Приспособления для закрепления обрабатываемого изделия (поводковые и кулачковые патроны, планшайбы карусельных станков и др.).

В большинстве случаев заводы-изготовители предусматривают оградительные устройства для этих приспособлений, но в процессе эксплуатации они не используются.

Двигающиеся части станков (столы продольно-строгальные, вертикально и горизонтально-фрезерных станков, ползуны шепингов и др.).

Травмы происходят только при отсутствии ограждающих барьеров (т.е. их наличие является необходимым).

Электрический ток

Поражение током при работе на металлорежущих станках явление относительно редкое, однако, это значительная опасность, и ограждения, блокировки и заземление, предусматриваемые станкостроителями, должны быть всегда в исправном состоянии в соответствии с действующими правилами.

.1.3 Мероприятия по устранению выявленных потенциальных опасностей и вредностей

Производственный шум.

Уровень шума в среднем на участке равен 73-77 ДВА., при предельно допустимом уровне 80 ДВА (по ГОСТ 12.1003 - 76).

Таблица .1 - Уровень шума на участках цеха.

Наименование участка, поста	Уровень шума, ДБА	Норма, ДБА(ГОСТ 12.1003-76)
Сварочный	73	80
Механический участок	77	80

Уровень шума в среднем на участке не превышает гостированных значений.

Производственная вибрация

Уровень производственной вибрации на участке составляет 102 ДБ при предельно допустимом уровне для данных условий, составляющим по ГОСТ 12.1.012-78 113 ДБ.

Таблица .2 - Уровень производственной вибрации в цеху

Участкок цеха	Уровень вибрации, дБА	Норма, дБА (ГОСТ 12.1.012-78)
Механический	108	113

Такой уровень вибрации допустим и какие-либо мероприятия по его снижению не требуются.

Загазованность воздушной среды

В рассматриваемом участке в основном нет выделения в рабочую зону вредных веществ (поскольку в основном обработка механическая, СОЖ почти не используется - большинство обрабатываемых материалов не требуют их применения и при их обработке не выделяются какие-либо вредные вещества).

Выделение вредных веществ имеет место только на сварочном посту. При замерах было определено содержание их в воздухе. Эти замеры представлены в таблицы .3.

Таблица 3-Результаты замеров содержания вредных веществ в воздушной среде рабочей зоны сварочного поста, мг/м³.

Вещество	Фактическое содержание в воздухе ,мг/м³	Значение ПДК по ГОСТ 12.1.005-76 , мг/м³
Mn	0.34	0.2
F₂O₃	6.2	4
CO	18.75	20
SO₂	21.3	10

Как видно из таблицы .3, все из приведенных веществ, за исключением первого содержатся в воздухе в количествах, превышающих ПДК. Все они относятся ко второму классу опасности - т.е. являются высоко-опасными веществами (ПДК их находится в интервале 0,1- 2,0 мг/м³).

В связи с выше сказанным предлагаю применить у сварочного поста дополнительную местную вентиляцию (расчет вытяжного зонта приведен ниже) с последующей очисткой удаляемого воздуха.

Запыленность воздушной среды

При замерах по участку были получены данные о содержании пыли в воздухе, отображенные в табл.4.

Таблица .4 - Содержание пыли в воздухе участка, мг/м³.

Участок, пост	Вид пыли по ГОСТ 12.1.005-76	Концентрация пыли	ПДК пыли по ГОСТ 12.1.005-76
Сварочный	Пыль в смеси с электрокоррозией	5,9	6,0
Механический	Пыль	2,6	6,0

Как видно из результатов замеров (см. табл. .4) на сварочном посту и механическом участке концентрация пыли в воздухе рабочей зоны не превышает допустимых норм.

Температура и относительная влажность воздуха

В табл. .5 приведены результаты замеров t°C и ? % по участку10, а также соответствующие значения оптимальных параметров по ГОСТ 12.1.005-76.

Таблица 5 - Анализ температуры и относительной влажности воздуха рабочей зоны.

		Температура рабочей зоны,°С по ГОСТ 12.1.005-76	Относительная влажность рабочей зоны, % по ГОСТ 12.1.005-76
Теплый период	Оптимальное значение	20-22	40-60 (допускается 65)
	Фактическое значение	20	61
Холодный и переходный период	Оптимальное значение	17-19	40-60 (допускается 75)
	Фактическое значение	18	69

Как видно из табл. .5 все параметры допустимы, поэтому система микроклимата в каких-либо изменениях не нуждается.

Освещенность рабочих мест

При замерах освещенности в цехе она составила 240 лк при норме по СНиП 11- 4-79 в 300 лк. Как видно, фактическое значение Е, значительно меньше предельно допустимого, поэтому следовало бы реконструировать систему искусственного освещения.

.2 Расчет местных отсосов для технологического оборудования

Расчет местного отсоса произведем для сварочного поста, учитывая его конструктивные особенности. В качестве местного отсоса можно применить вытяжной зонт, который располагается соосно с источником выделения.

Исходные данные для расчета:

· размеры источника выделения вредных веществ:

2а×2в, где а = 1,0 м, в = 0,8 м (данные из экспликации цехового

оборудования);

· производительность источника по теплоте Q = 2100 Вт;

· скорость движения воздуха в помещении w_В = 1 м/с;

· высота расположения отсоса h = 1,5 м (взята ориентировочно, учитывая конструктивные размеры здания цеха);

· размеры отсоса 2А×2В, где А = 1,36 м, В = 0,96 м (из расчета А=а+0,2h, В=1,2в - идет улавливание конвективных струй);

· производительность источника по газовым выбросам G = 29 м²/с;

· приходящийся на один отсос количество газовых примесей, выделяющихся в единицу времени от рассредоточенных источников, не снабженных местными отсосами С_р = 14 м²/с;

· приходящийся на один отсос расход воздуха, удаляемого из помещения общеобменной вентиляцией L_В = 14 м²/с.

Схема расположения и конструкция вытяжного зонта приведена на рисунке .1

Рисунок .1 - Схема расположения и конструкция вытяжного зонта.

Расчет провожу в следующей последовательности по [16, стр.8].

1. По формулам приведенным в табл.1.1 [16, стр.9], вычисляю скорость U_m и расход воздуха в струе на уровне всасывания L_стр :

, ( .1)

где Q - производительность источника по теплоте, Вт;

r_э - эквивалентный радиус, м;

h - высота расположения отсоса, м.

( .2)

м/с.

1,42 м³/с. ( .3)

1. Определяем значение поправочного коэффициента, учитывающего подвижность воздуха в помещении [16, стр.8]:

, ( .4)

где F - площадь всасывающего отверстия, F = 1,3 м² ;

F_стр - площадь сечения затопленной струи, F_стр = 0,8 м²;

w_В - скорость движения воздуха в помещении, w_В = 1 м/с.

2,03.

По графикам на рис.1.3 [16, стр.10] нахожу относительный предельный расход воздуха :

= 1,1. ( .5)

1. Вычисляем предельный расход отсоса, обеспечивающий полное улавливание струи при минимальной производительности отсоса:

= 3,17 м³/с. ( .6)

Определяем предельную С_пред и относительную предельную избыточную концентрации вредных веществ, соответствующие режиму предельного улквливания:

, ( .7)

где С_пр - концентрация вредной примеси в приточном воздухе

общеобменной вентиляции, С_пр = 1 мг/м³;

мг/м³,

. ( .8)

1. Вычисляем значение безразмерного компонента М:

( .9)

1. По графику [16, рис.1.5, стр.11] находим оптимальное значения эффективности улавливания вредных веществ η и соответствующее значение к_η :

η = 0,94; к_η = 1,12.

2. Определяем требуемую производительность отсоса, обеспечивающую оптимальную эффективность улавливания вредных веществ:

м³/с. ( .10)

1. Подсчитываем количество уловленных G_Уи концентрацию G_УДвредных веществ в воздухе, отсасываемых местным отсосом:

G_У = 29·0,94 = 27,26 м²/с; ( .11)

G_УД м²/с. ( .12)

13. Экономическая часть

Спроектировать участок механического цеха по обработке детали. Режим работы участка двухсменный. Выполнение норм времени рабочими принимается равным 110 %.

Таблица 1 - Характеристика обрабатываемой детали.

Наименова-ние детали	Наимено-вание изделия	Количество деталей	Процент запасных деталей, %	Заготовка детали			Масса детали
				Наимено-вание	Мате-риал	Масса
Молоток рубильный УВ-4	Цилиндр	1	0	Поковка 4 кл-са точности	20Х	4,9	1,8

Таблица .2 - Содержание технологического процесса.

№	Наименование операции	Наименование оборудования	Модель станка	Нормы штучного времени, мин	Разряд работы
005	Штамповочная	-	-	-	-
010	Горизонтально-расточная	Горизонтально-расточной	2М615	2,2	3
015	Токарная черновая	Токарно-винторезный станок с ЧПУ	16К20Т1	7,3	4
020	Токарная черновая	Токарно-винторезный станок с ЧПУ	16К20Т1	7,8	4
025	Радиально-сверлильная	Радиально-сверлильный	2М55	7,6	3
030	Контрольная	Стол ОТК	-	-	-
035	Вертикально-сверлильная	Вертикально-сверлильный	2Н135	1,1	3
040	Вертикально-фрезерная	Вертикально-фрезерный	6550	2,3	3
045	Токарная получистовая	Токарно-винторезный станок с ЧПУ	16К20Т1	1,1	4	Токарная получистовая	Токарно-винторезный станок с ЧПУ	16К20Т1	2,1	4
055	Вертикально-сверлильная	Вертикально-сверлильный	2Н135	10	3
060	Сварка	-	-	-	-
065	Слесарная	-	-	-	-
070	Токарная чистовая	Токарно-винторезный станок с ЧПУ	16К20Т1	2,2	4
075	Химико-термическая	Электропечь	-	-	-
080	Закалка	Электропечь	-	-	-
085	Шлифовальная	Плоскошлифовальный	3Е710А	8,1	3
090	Токарная чистовая	Токарно-винторезный станок с ЧПУ	16К20Т1	0,9	4
095	Внутришлифовальная	Внутришлифовальный	3К228А	5,5	3
100	Технический контроль	Стол ОТК	-	-	-
Итого:				58.2 мин.

Данные для расчета и результаты расчета сводим в табл. .3.

Таблица .3 - Годовая программа участка.

Наимено-вание детали	Годовой выпуск машин	Количество деталей на машину	Количество деталей на годовой выпуск машин	Запас-ные части	Годо-вая прог-рамма дета-лей	Трудоемкость
						Одной детали, мин	Годовой програм-мы, н-ч
Цилиндр	2000	1	2000	-	2000	58,2	1940

.1 Расчет потребного количества оборудования на участке

В условиях среднесерийного производства потребное количество оборудования рассчитывается по типам оборудования:

, ( .1)

где Т_р- годовая трудоемкость работ по данному типу станков, ч;

Ф_до- действительный годовой фонд времени работы единицы оборудования, ч;

К_в- коэффициент учитывающий перевыполнение норм (К_в= 1,1).

Ф_до= Д_р· Т_ом·n(1- j/100), ( .2)

где Д_р- число рабочих дней в году;

Т_ом- продолжительность работы смены;

n- число смен;

j- простои оборудования в ППР (принимаем j=3%).

Ф_до= 255· 8·2(1-3/100)= 3958 ч.

Определяем коэффициент загрузки оборудования;

К_з= n_р/n_пр, ( .3)

где n_р- рассчетное количество оборудования;

n_пр- принятое количество оборудования.

Так как расчетный коэффициент загрузки оборудования для обработки рассматриваемых деталей меньше рекомендуемого, то условно принимаем его на уровне нормативного, загрузив деталью А.

Таблица 4 - Расчет годовой трудоемкости производственной программы.

Наименование деталей			Трудоемкость 1 шт, мин				Годовая программа выпуска деталей				Трудоемкость годового объема выпуска деталей, нормо-ч
1			2				2				4
Цилиндр			58,2				2000				1940
Колесо			274				5000				22833
Итого											24773,7
В т.ч. трудоемкость годовой программы деталей по моделям станков
16К20Т1		2М615			2М55			2Н135		6550			3Е710А		3К228А
5
713,3		73,3			253,3			370		76,7			270		183
2900		3236,2			3447,4			3417,8		3406,3			3300		3125,9
3613,3		3309,6			3700,7			3787,8		3483			3570		3308,9
	Количество оборудования и коэффициент загрузки			2М615		2М55			2Н135			6550		16К20Т1		3Е710А	3К228А
	6
	n_р			0,83		0,76			0,85			0,87		0,8		0,82	0,79
	n_пр			1		1			1			1		1		1	1
	К_з			0,83		0,76			0,85			0,87		0,8		0,82	0,79

График загрузки металлорежущих станков представлен на рисунке .1

Рисунок 1 - График загрузки металлорежущих станков.

Результаты расчета потребного количества основного, вспомогательного и подъемно-транспортного оборудования заносим в сводную ведомость (табл. .5), в которой подсчитывается стоимость оборудования, установленная мощность электродвигателей в кВт и категории ремонтной сложности.

Таблица .5 - Сводная ведомость потребного количества оборудования и его стоимости.

Наименование оборудования		Модель	Количество единиц	Стоимость единицы пр прейскуранту, тыс. грн	Стоимость потребного количества оборудования, тыс. грн			Установленная мощность, кВт		Категория ремонтной сложности
					По прейску-ранту	Транспортировка и монтаж	Всего	Единицы	Всего	Единицы	Всего
Основное производственное оборудование		16К20Т1	1	62	62	6,2	68,2	11	11	15	15
	2Н135		1	8	8	0,8	8,8	4	4	13	13
	2М55		1	12	12	1,2	13,2	5,5	5,5	12	12
	6550		1	25	25	2,5	27,5	10	10	12	12
	3Е710А		1	12	12	1,2	13,2	4	4	10	10
	3К228А		1	12	12	1,2	13,2	5,5	5,5	11	11
	2М615		1	8	8	0,8	8,8	10	10	7	7
	Итого		7	139	139	13,9	152,9	50	50	80	80
Вспо-могательное оборудова-ние		564 - РТ	1	18	18	1,8	19,8	4	4	15	15
Подъемно-транс-портне оборудова-ние		Кран	1	23	23	2,3	23,5	35	35	10	10
	Тележка		1	5	5	0,5	5,5	28	28	7	7
	Итого:		2	28	28	2,8	30,8	63	63	17	17
Всего по цеху		-	10	185	185	18,5	203,5	117	117	112	112

Стоимость оборудования подсчитываем по ценам имеющимся на заводе. Затраты на транспортировку и монтаж оборудования укрупненно принимаем в размере 10-15% от его стоимости по прейскуранту.

13.2 Расчет численности промышленно производственного персонала

.2.1 Расчет действительного годового фонда времени рабочих

Действительный годовой фонд времени:

Ф_д= Ф_н (1- j/100), ( .4)

где Ф_н - номинальный годовой фонд времени, ч;-планируемые невыходы на работу, %(принимаем 10%).

Ф_д= 255·8·2 (1- 10/100)= 3672 ч.

.2.2 Расчет численности производственных рабочих

На участках технологической специализации количество производственных рабочих определяется исходя из наличия рабочих мест и рассчитывается по каждой профессии и разряду по формуле:

R_яв= Т_р/(Ф_д·К_в·К_мн ), ( .5)

где Т_р-годовая трудоемкость работ по профассии и разряду, ч;

Ф_д- действительный годовой фонд времени рабочего, ч;

К_мн- коэффициент многостаночного обслуживания, (К_мн=1).

R_{яв
токаря}= (3613,3+3309,6)/(3672·1,1·1) = 1,7;

принимаем Rяв токаря= 2 чел.яв сверловщика= 3700,7/(3672·1,1·1) = 0,92;

принимаем R_{яв токаря}= 1 чел.

R_{яв
сверловщика}= 3787,8/(3672·1,1·1) = 0,94;

принимаем R_{яв токаря}= 1 чел.

R_{яв
шлифовщика}= 3570/(3672·1,1·1) = 0,88;

принимаем R_{яв токаря}= 1 чел.R_{яв шлифовщика}= 3308,9/(3672·1,1·1) = 0,82;

принимаем R_{яв токаря}= 1 чел.R_{яв фрезеровщика}= 3483/(3672·1,1·1) = 0,86;

принимаем R_{яв токаря}= 1 чел.

Таблица .5 - Ведомость численности производственных рабочих.

Наименование профессии	Разряд	Явочное число производственных рабочих	Списочное число производственных рабочих
Токарь	4	2	4
Сверловщик	3	1	2
Сверловщик	3	1	2
Шлифовщик	3	1	2
Шлифовщик	3	1	2
Фрезеровщик	3	1	2
Итого		7	14

Таблица .6 - Тарифная сетка.

Разряд	I	II	III	IV	V	VI
Тарифный коэффициент	1,0	1,1	1,35	1,5	1,7	2,0
- станочного рабочего, коп/ч	1,08	1,188	1,458	1,62	1,836	2,16
- не станочного рабочего, коп/ч	1,02	1,122	1,377	1,53	1,734	2,04

Рассчитываем средний тарифный коэффициент производственных рабочих участка:

( .6)

где К - тарифные коэффициенты соответствующих разрядов;

R_яв - явочное число рабочих соответствующих разрядов.

.2.3 Расчет численности вспомогательных рабочих

Составим сводную ведомость вспомогательных рабочих участка. Численность вспомогательных рабочих определяется по закреплению их за рабочими местами или по установленным нормам обслуживания.

Таблица .8 - Сводная ведомость вспомогательных рабочих участка.

Наименование профессии	Разряд	Норма обслуживания	Явочное число вспомогательных рабочих
заточник	3	1 чел. на станок	1
наладчик	5	1 чел на 8-12 станков	1
слесарь-ремонтник	4	1 чел на 200ед.рем.сл	1
контролер	4	1чел на 10-20произв.раб	1
Итого			4

.2.4 Расчет численности инженерно-технических работников (ИТР) и МОП.

Численность ИТР и служащих определяется по установленным нормативам на основе разработанной схемы управления участком, а также с учетом практических данных завода, при условии что число ИТР не должно превышать 10-15%, а МОП 2-3% от общей численности рабочих участка(производственного и вспомогательного).

Сводная ведомость численности ИТР и МОП (по каждой категории отдельно) представлена в табл. .9.

Таблица 9 - Ведомость численности ИТР и служащих.

Наименование должностей	Число работников	Месячный оклад,грн
Старший мастер	1	260
Сменный мастер	2	240
Уборщик производственных помещений	1	150
Итого	4	-

.3 Расчет потребной производственной площади и построение схемы планировки участка.

Площадь участка равняется:

S_уч = n·S_уд, ( .7)

где n - количество оборудования;

S_уд - площадь, занимаемая единицей оборудования, (S_уд= 20 м²).

S_уч = 10·20 = 200 м².

Объем производственного участка равняется:

V=S_уч ·h, ( .8)

где h - высота пролета, (h = 10,8 м).

Тогда V=200 · 10,8 = 1512 м³.

.4 Расчет стоимости основных фондов

Расчет стоимости основных фондов сводим в табл. 10.

Стоимость здания определяем укрупненно из расчета стоимости 1м³ (стоимости 1м³ здания равняется 35 грн/ м³).

В стоимость рабочих машин и оборудования включается стоимость основного, вспомогательного и подъемно-транспортного оборудования, а также затраты на транспортировку и монтаж оборудования согласно табл. .5.

Стоимость измерительных и регулирующих приборов, устройств и ценного инструмента при укрупненных расчетах можно принять равной 1-2% ,а стоимость производственного и хозяйственного инвентаря 2-3% от стоимости рабочих машин и оборудования.

Таблица 5 - Расчет стоимости основных фондов

Наименование групп основных фондов	Стоимость, грн
Здания и сооружения	90720
Силовые машины и оборудование	2340
Рабочие машины и оборудование	203500
Измерительные и регулирующие приборы и устройства	2035
Транспортные средства	524
Ценный инструмент	2035
Производственный и хозяйственный инвентарь	4070
Итого	305224

Таблица 11- Расчет амортизационных отчислений

Наименование групп основных фондов	Норма амортизации, %	Амортизационные отчисления, грн
Здания и сооружения	5	4536
Силовые машины и оборудование	15	351
Рабочие машины и оборудование	15	30525
Измерительные и регулирующие приборы и устройства	15	305,25
Транспортные средства	25	131
Ценный инструмент	25	508,75
Производственный и хозяйственный инвентарь	5	203,5
Итого		36560,5

13.5 Планирование себестоимости продукции

.5.1 Расчет стоимости основных материалов, транспортно-заготовительных расходов и возвратных отходов

Данные расчетов сводим в табл. .12. Расчет производим по всем деталям обрабатываемым на участке.

Величина возвратных отходов определяется как разность между нормой расхода и чистым весом детали.

Таблица .12 - Расчет стоимости основных материалов.

Наименование детали				Наименование и марка материала		Норма расхода материала на одну деталь, кг			Годовая программа деталей, шт	Цена за 1кг материала, грн
1				2		3			4	5
Цилиндр				20Х		4,9			2000	3,8
Колесо				20Х13Л		10,5			5000	9,15
Стоимость материала									Транспортно-заготовительные расходы
одной детали		на годовую программу деталей							на одну деталь	на годовую программу деталей
6		7							8	9
18,62		37240							1,862	3724
96,075		480375							9,607	48037,5
Наименование деталей			Стоимость материала с транспортно- заготовительными расходами,грн						Чистый вес детали, грн	Возвратные отходы на одну деталь,кг
			одной детали				на годовую программу детали
10			11				12		13	14
Цилиндр			20,482				40964		1,8	3,1
Колесо			105,6825				528412,5		5,7	4,8
Цена за 1 кг отходов, грн	Стоимость возвратных отходов, грн							Стоимость материала и транспортно-заготовительные расходы за вычетом отходов, грн
	на одну деталь				на программу годовую деталей			на одну деталь			на программу годовую деталей
15	16				17			18			19
0,8	2,48				4940			18,002			36004
0,92	4,416				22080			101,2665			506332,5
Итого											542336,5

Стоимость материала и транспортно-заготовительных расходов за вычетом отходов на годовую программу условных деталей определяем косвенным путем как среднее стоимости цилиндров и колес (см. табл. .12 графу 19).

грн.

.5.2 Расчет фондов заработной платы промышленно-производственного персонала

Годовой фонд заработной платы производственных рабочих.

Годовой фонд заработной платы производственных рабочих устанавливается в такой последовательности: рассчитывается прямой фонд, затем часовой, дневной и годовой(месячный) фонды заработной платы.

Фонд прямой заработной платы производственных рабочих-сдельщиков на участке с технологической специализацией может быть рассчитан:

С_зро= Т · С_ч · К₀, ( .9)

где Т - трудоемкость годовой программы изготодления продукции, нормо-ч;

С_ч - часовая тарифная ставка первого разряда;

К₀ - средний тарифный коэффициент производственных рабочих.

Фонд прямой заработной платы производственных рабочих-сдельщиков на участке:

С_зро= 24773,7 · 1,08 · 1,39 =37190,28 грн;

в том числе занятых изготовлением цилиндра:

С_зро= 58,2 / 60 · 1,08 · 1,39 = 1,46 грн.

Часовой фонд заработной платы производственных рабочих складывается из фондов прямой заработной платы здельщиков и повременщиков и доплат, связанных с материальным поощерением и особыми условиями труда в пределах смены. Величина доплат может быть учтена коэффициентом к фонду прямой заработной платы в пределах 0.25-0.4.

Дневной фонд зарплаты производственных рабочих образуется из часового фонда и доплат за неотработанное время в течении смены (доплаты подросткам, обусловленные сокращением рабочего дня, оплата перерывов в работе кормящим матерям). Коэффициент, учитывающий данные доплаты по отношению к часовому фонду, состовляет 0.02-0.03.

Годовой (месячный) фонд заработной платы производственных рабочих включает дневной фонд и доплаты за неотработанное время в течение года, а также другие выплаты: оплата очередного и дополнительного допусков, невыходов по причине выполнения государственных и общественных обязанностей, выходные пособия уходящим в армию, военные училища и т.д.

Коэффициент, учитывающий указанные доплаты по отношению к дневному фонду, составляет примерно 0.04-0.06.

Премии из фонда материального поощрения составляют 5% к годовому фонду заработной платы.

Среднемесячная заработная плата производственного рабочего исчисляется делением суммы годового фонда заработной платы и премии из фонда материального поощрения на произведение списочной численности производственных рабочих на 12 месяцев.

Расчет фонда годовой заработной платы производственных рабочих предприятия представлен в табл. .13.

Таблица .13 - Расчет фонда годовой заработной платы производственных рабочих.

			Действительный годовой фонд времени одного рабочего, ч		Часовая тарифная ставка 1-го разряда, грн	Средний тарифный коэффициент		Явочная численность производственных рабочих, грн
	0		1		2	3		4
	по участку		3672		1,08	1,39		7
	на изготовлении 1 цилиндра		3672		1,08	1,39		7
	Часовой фонд зарплаты, грн				Дневной фонд зарплаты, грн
	прямой фонд зарплаты		доплаты (3%)		часовой фонд зарплаты			доплаты (5%)
	5		6		7			8
	37190,28		1115,71		38305,99			1915,30
	1,46		0,04		1,50			0,08
Годовой фонд зарплаты, грн.				Годовой фонд зарплаты грн		Дополнительная зарплата грн	Премии из фонда материального поощрения, грн
	дневной фонд зарплаты	доплаты (5%)
9		10		11		12	13
40221,29		2011,06		42232,35		5042,07	2111,62
1,58		0,08		1,66		0,2	0,08

Среднемесячная зарплата производственных рабочих:

Расчет фонда заработной платы вспомогательных рабочих.

Расчет фонда заработной платы вспомогательных рабочих, работающих на окладах представлена в табл. .14

Таблица .14 - Расчет фонда заработной платы вспомогательных рабочих, на окладах.

Наименование профессии		Число рабочих		Месячный оклад, грн
1		2		3
Заточник		1		190
Наладчик		1		250
Слесарь ремонтник		1		200
Контролер		1		200
Итого		4		-
	Фонд годовой зарплаты по окладам, грн	Премии из фонда зарплаты, грн	Годовой фонд зарплаты, грн		Премии из фонда материального поощрения, грн
	4	5	6		7
	2280	114	2394		119,7
	3000	150	3150		157,5
	2400	120	2520		126
	2400	120	2520		126

Среднемесячная заработная плата вспомогательных рабочих:

грн.

Расчет фонда заработной платы ИТР и МОП.

Расчет фонда заработной платы ИТР и МОП производим отдельно по каждой категории (см. табл. .15).

Размеры премии из фонда материального поощрения предусматриваются для ИТР-50%, для служащих - в размере 30% к годовому фонду заработной платы.

Среднемесячная заработная плата (отдельной для каждой категории) исчисляется аналогично среднемесячной заработной плате производственных рабочих.

Таблица .15 - Расчет годового фонда заработной платы ИТР и МОП.

Наименование должностей	Число работников	Месячные оклады, грн	Годовой фонд зарплаты, грн	Премия из фонда материального поощрения,грн
Старший мастер	1	260	3120	1560
Сменный мастер	2	240	5760	2880
Уборщик произв. помещ.	1	150	1800	600

Среднемесячная заработная плата ИТР:

грн.

Общий годовой фонд заработной платы по участку состоит из годового фонда заработной платы всех категорий работающих.

,35+2111,62+2394+119,7+3150+157,5+(2520+126)· 2+3120+1560+

+5760+2880+1800+600 = 71177,17 грн.

Расчет расходов по возмещению износа специальных инструментов и приспособлений целевого назначения.

Расходы по возмещению износа специальных инструментов и приспособлений целевого назначения включает следующие статьи затрат:

· возмещение износа специальных инструментов и приспособлений целевого назначения;

· затраты на проектирование, изготовление (приобретение) специального инструмента (спецоснастки и приспособлений целевого назначения);

· затраты на ремонт и содержание в рабочем состоянии специальных инструментов и приспособлений целевого назначения;

· другие затраты.

Сумму расходов по возмещению износа специальных инструментов и приспособлений целевого назначения принимаем в размере 30% от основной заработной платы производственных рабочих.

42232,35·0,3=12669,71 грн.

Расчет расходов по содержанию и эксплуатации оборудования.

Расчет статей расходов по содержанию и эксплуатации оборудования производится в следующем порядке.

Статья 1. Затраты на полное обновление и капитальный ремонт основных производственных фондов включает амортизационные отчисления от стоимости машин и оборудования, транспортных средств, инструмента, который относится к основным фондам (см. табл. .10).

+30525+508,75+131=31515,75 грн.

Статья 2. Затраты на эксплуатацию оборудования (техосмотр и обслуживание):

а) стоимость вспомогательных материалов может быть принята в размере 120 грн на один станок .

·7=840 грн.

б) затраты на оплату труда рабочих, занятых обслуживанием оборудования, берем из приведенного ранее расчета фонда заработной платы вспомогательных рабочих (наладчика):

3150+157,5=3307,5 грн.

в) отчисление на социальное государственное страхование, пенсионный фонд и фонд занятости принимается в размере 36% от затрат на оплату труда:

3307,5·0,36=1190,7 грн.

г) стоимость годового расхода силовой электроэнергии (W₀) для производственных целей рассчитываем по формуле:

( .10)

где N_y - установленная мощность оборудования, кВт:

Ф_д - действительный годовой фонд времени работы

оборудования, ч;

К₀ - средний коэффициент загрузки оборудования;

К_З - коэффициент одновременной работы оборудования (К_З=0,6);

К_Э - коэффициент, учитывающий потери в сети (К_Э=0,96);

К_П - коэффициент полезного действия электротрансформаторов

(К_П=0,85);

Z - стоимость 1кВт/ч (Z=0,236 грн).

грн.

д) стоимость электроносителей (воды, пара, топлива, сжатого воздуха для приведения в действие производственного оборудования) принимаем равной 3-5% от стоимости рабочих машин, транспортных средств и ценных инструментов:

(203500+524+2035)·0,04=8242,36 грн.

Статья 3. Затраты на проведение текущего ремонта оборудования и транспортных средств:

а) стоимость запасных частей, деталей, узлов и других материалов, используемых при ремонте производственного оборудования, транспортных средств и инструмента. Принимаем равной 8-10% от их стоимости:

(203500+524+2035)·0,09=18545,31 грн;

б) затраты на оплату труда рабочих, занятых на ремонтных работах берем из произведенных ранее расчетов фонда заработной платы вспомогательных рабочих, занятых на ремонтных работах (слесарь ремонтник):

+126=24646 грн;

в) отчисления на государственное социальное страхование и пенсионный фонд и фонд занятости принимается в размере 36.0% от затрат на оплату труда рабочих, занятых на ремонтных работах:

2646·0,36=952,56 грн.

Статья 4. Затраты на внутризаводские перемещения грузов:

а) затраты на содержание и эксплуатацию собственных и привлеченных со стороны транспортных средств для перемещения грузов по территории предприятия укрупненно можно принять равными 5-8% от стоимости транспортных средств:

524·0,06=31,44 грн.

Статья 5. Возмещение износа малоценных и быстроизнашивающихся инструментов и приспособлений:

а) расходы на оплату труда вспомогательных рабочих, занятых восстановлением инструмента и приспособлений берем из ренее рассчитанного фонда оплаты труда вспомогательных рабочих, занятых восстановлением инструмента (заточник):

2394+119,7=2513,7 грн;

б) отчисления на государственное социальное страхование и пенсионный фонд и фонд занятости принимаются в размере 36.0% от затрат на оплату труда рабочих, занятых восстановлением инструмента:

2513,7·0,360=904,93 грн;

в) сумма износа малоценных и быстроизнашивающихся инструментов и прочие расходы по восстановлению можно принять в размере 200грн в год на 1 станок:

200·7=1400 грн.

Результаты расчетов по статьям расходов представлены в табл. .16.

Таблица .16 - Смета статей по содержанию и эксплуатации оборудования.

№	Наименование статей	Сумма, грн
1	Затраты на полное обновление и капитальный ремонт основных производственных фондов	31515,75
2	Затраты на эксплуатацию оборудования	79474,91
3	Затраты на проведение текущего ремонта оборудования и транспортных средств	22143,87
4	Затраты на внутризаводские перемещения грузов	31,44
5	Возмещение износа малоценных и быстроизнашивающихся инструментов и приспособлений	4818,36
Итого		137984,6

Определяем размер расходов по содержанию и эксплуатации оборудования в процентах к фонду прямой заработной платы производственных рабочих:

Расчет общепроизводственных затрат.

Расчет статей общепроизводственных затрат производится в следующем порядке:

Статья 1. Затраты, связанные с управлением производства:

а) затраты на оплату труда ИТР берем из расчетов фонда заработной платы этих категорий работников(мастер и диспетчер):

+1560+5760+2880=13320 грн;

б) отчисления на государственное социальное страхование и взносы в пенсионный фонд и фонд занятости принимаются в размере 36% от затрат на оплату труда ИТР :

·0,36=4795,2 грн.

Статья 2. Амортизационные отчисления.

В эту статью входят амортизационные отчисления зданий, сооружений и инвентаря (см. табл. .11):

+203,5=4739,5 грн.

Статья 3. Затраты по обслуживанию производственного процесса:

а) затраты на оплату труда контролеров ОТК, подсобных рабочих берем из расчетов фонда заработной платы этих категорий работников (контролера и уборщик производственных помещений):

+126+1800+600=5046 грн;

б) отчисления на государственное социальное страхование и взносы в пенсионный фонд и фонд занятости принимаются в размере 36% от фонда заработной платы этой категории работников:

·0,360=1816.56 грн;

в) затраты на преобритение сырья, материалов на хозяйственные нужды могут быть приняты в размере 1-3% от стоимости здания:

90720·0,02=1814,4 грн;

г) затраты на текущий ремонт зданий, сооружений и инвентаря принимаем в размере 4-6% от их балансовой стоимости:

90720·0,05=4536 грн;

д) стоимость осветительной электроэнергии определяем по формуле:

( .11)

где S - площадь зданий, м²;

В - норма расхода осветительной электроэнергии (20 Вт/м²);

Т - число часов осветительной нагрузки (2100 ч/год);

С - стоимость 1кВт·ч электоэнергии.

грн;

е) затраты, связанные с обеспечением правил техники безопасности труда и др. требований в размере 50 грн. в год на одного работающего:

·22=1100 грн;

ж) затраты, связанные с обеспечением работников специальной одеждой, обувью, обмундированием принимаем в размере 1.5-2% от основной заработной платы производственных рабочих:

,35·0,02=844,65 грн.

Статья 4. Расходы на возмещение износа малоценного и быстроизнашивающегося инвентаря могут быть приняты в размере 8-10 грн на один станок:

·7=70 грн.

Статья 5. Прочие расходы, к которым относятся расходы на хозяйственный инвентарь, канцелярские расходы м так далее. Принимаем в размере 1.5-3% от основной заработной платы производственных рабочих:

,35·0,015=633,49 грн.

Результаты расчетов по статьям общепроизводственных затрат сводим в табл. 17.

Таблица .17 - Смета общепроизводственных затрат.

N°	Наименование статей	Сумма, грн
1	Затраты, связанные с управлением производства	18115,2
2	Амортизационные отчисления	4739,5
3	Затраты по обслуживанию производственного процесса	16547,29
4	Расходы на возмещение износа малоценного и быстроизнашивающегося инвентаря	70
5	Прочие расходы	633,49
Итого		40105,48

Определяем размер общепроизводственных расходов в процентах к сумме основной заработной платы производственных рабочих и расходов на содержание и эксплуатацию оборудования:

Калькуляция себестоимости детали

Стоимость основных материалов, транспортно-заготовительных расходов и возвратных отходов на одну деталь рассчитывался ранее (см. табл. .12).

Основная заработная плата производственных рабочих подсчитывается на каждую деталь на основе данных о трудоемкости детали в нормо-часах и часовых тарифных ставок соответствующих разрядов.

Дополнительная зарплата производственных рабочих на одну деталь определяется из основной заработной платы (табл. .13).

Отчисления на социальное страхование. Пенсионный фонд и фонд занятости принимаются в размере 36.0% от суммы основной и дополнительной заработной платы:

(1,46+0,2)·0,36=0,6 грн.

Возмещение износа специальных инструментов и приспособлений целевого назначения определяется в размере 30% от основной заработной платы производственных рабочих:

,46·0,3=0,44 грн.

Расходы на содержание и эксплуатацию оборудования определяются коственным путем пропорционально основной заработной плате производственных рабочих:

,45·300%= 4,38 грн.

Цеховые расходы - пропорционально сумме основной заработной платы производственных рабочих и расходов по содержанию и эксплуатации оборудования:

(1,46+4,38)· 29,9%=1,34 грн.

Результаты расчета статей калькуляции заносим в табл.

Таблица 18 - Калькуляция детали.

N°	Наименование статьи калькуляции	Сумма, грн
1	Сырье и материалы	18,62
2	Транспортно-заготовительные расходы	1,862
3	Возвратные отходы (вычитаются)	-2,48
4	Основная заработная плата	1,46
5	Дополнительная заработная плата	0,2
6	Отчисления на социальное страхование	0,6
7	Возмещение износа специальных инструментов и приспособлений целевого назначения	0,44
8	Расходы на содержание и эксплуатацию оборудования	4,38
9	Общепроизводственные расходы	1,34
Всего цеховая себестоимость		26,422

Смета затрат на производство.

Смета затрат на производство участка учитывает все затраты на изготовление заданной готовой программы как основной, так и догружаемых деталей (табл. .19).

Стоимость основных материалов берется из табл. .12.

Топливо со стороны включается в смету затрат на производство в том случае, если оно непосредственно расходуется на данном участке (уголь, торф, газ и так далее). В данном случае мы его не учитываем.

Стоимость энергии со стороны (энергия силовая и осветительная, вода для производственных и хозяйственных нужд, сжатый воздух, пар) выбираем из расчета расходов по содержанию и эксплуатации оборудования и общепроизводственных расходов:

,41+8242,36+1387,68=75524,45 грн.

Заработная плата всех категорий работающих берется из расчета годового фонда заработной платы.

Отчисления на социальное страхование, Пенсионный фонд и фонд занятости принимаются в размере 36% от суммы годового фонда заработной платы всех категорий работающих.

Расчет амортизационных отчислений основных фондов смотри в табл. .

Прочие денежные расходы включают все затраты из расчета расходов по содержанию и эксплуатации оборудования и общепроизводственных расходов не вошедших в предыдущие элементы затрат:

,31+31,44+1400+1814,4+4536+1100+844,65+70+633,49=28975,25 грн.

Таблица .19 - Смета затрат на производство по участку.

N°	Элементы затрат	Сумма, грн
1	Основные материалы (с транспортно-заготовительными расходами за вычетов отходов).	542336,5
2	Вспомогательные материалы	840
3	Топливо со стороны	-
4	Энергия со стороны	75524,45
5	Затраты на оплату труда	71177,17
6	Отчисления на социальные меры	25623,78
7	Амортизация основных фондов	36560,5
8	Прочие затраты	28975,25
Итого		781037,65

Технико-экономическое обоснование технологического процесса.

Таблица .20 - Исходные данные.

Исходные данные	Ед. измере-ния	Базовый вариант	Проектируемый вариант
		Наименование	Наименование
Годовая программа	шт.	2000	2000
Оборудование	-	Вертикально-сверлильное	Вертикально-сверлильное
Модель	-	2Н125	2Н135
Количество	шт.	1	1
Коэффициент загрузки по данной операции	-	0,91	0,87
Стоимость единицы оборудования по прейскуранту	грн.	5000	8000
Суммарная установленная мощность электродвигателя на единицу оборудования	кВт	2,2	4,0
Режущий инструмент	-	Сверло	Сверло
Количество	шт.	1	1
Стоимость комплекта	грн.	3,0	3,0
Штучное время на операцию	15,8	10,0
Машинное время	мин.	12,5	6,63
Численность рабочих	чел.	1 на станок	1 на станок
Разряд работы	-	3	3
Производственная площадь занимаемая единицей оборудования	м²	0,78	0,85

Определяем количество оборудования:

( .12)

где t_шт - штучное время на операцию, мин;

N_год - годовая производственная программа, шт;

k₃ - коэффициент загрузки оборудования (1,1);

Ф_д - фонд времени действительный.

Имеем по базовому варианту:

Тогда =1; К₃₁=0,13/1=0,13.

По проектируемому варианту:

Тогда =1; К₃₁=0,083/1=0,083.

Расчет технологической себестоимости.

В технологическую себестоимость детали включается стоимость основного материала (С_ом), определяемую по формуле:

( .13)

где Q - норма рас хода материала;

Ц_н - цена материала, кг;

q - вес реализуемых отходов, кг;

Ц₀ - цена реализуемых отходов, грн.

грн.

Основная и дополнительная зарплата производственного рабочего с отчислениями в соцстрах за выполненную операцию:

( .14)

где С_ч - числовая тарифная ставка соответствующего разряда;

К₁ - коэффициент, учитывающий дополнительную зарплату (К₁=1,4);

К₂ - коэффициент, учитывающий отчисления в соцстрах (К₂=1,35);

К_мн - коэффициент многостаночного обслуживания (К_мн=1).

По базовому варианту:

По проектируемому варианту:

Амортизационные отчисления по оборудованию, отнесенные на данную операцию:

( .15)

где 1,1…1,15 - коэффициент, учитывающий затраты на транспортировку и монтаж оборудования (10-15 %);

А - норма амортизационных отчислений;

n - норма единиц оборудования на данной операции, шт;

N_год - годовая программа деталей, шт;

К_з
ор- средний коэффициент загрузки оборудованияна данном рабочем месте (К_з
ор=0,8).

По базовому варианту:

грн.

По проектируемому варианту:

грн.

Затраты на ремонт оборудования Р могут быть приняты укрупненно в размере 80% от амортизационных отчислений:

Р = 0,8·А₀, ( .16)

По базовому варианту:

Р_б = 0,8·0,04 = 0,032 грн.

По проектируемому варианту:

Р_п = 0,8·0,041 = 0,0328 грн.

Затраты на силовую электроэнергию:

( .17)

где N_у - суммарная установленная мощность электродвигателей единицы оборудования, кВт;

,5…0,8 - коэффициент, учитывающий использование установленной мощности, затрачиваемой при холостой работе оборудоваия;

S_э - стоимость одного кВт×ч электроэнергии, грн;

t_маш - машинное время, мин.

По базовому варианту:

грн.

По проектируемому варианту:

грн.

Затраты на режущий инструмент:

( .18)

где S_и- стоимость инструмента, грн;

S_п - стоимость переточек, грн;

n_п - число переточек до полного износа;

К_уб - коэффициент, учитывающий случайную убыль;

Т_ст - стойкость инструмента, мин.

По базовому варианту:

грн.

По проектируемому варианту:

грн.

Затраты на вспомогательный материал:

( .19)

где М - годовые затраты на вспомогательные материалы (принимаем равными 120 грн);

n - количество единиц оборудования;

По базовому варианту:

грн.

По проектируемому варианту:

грн.

Затраты на содержание производственной площади:

( .20)

где S_пл - площадь производственная, м²;

К - коэффициент, учитывающий дополнительную площадь под

проходы и проезды;

Р - годовая норма затрат по содержанию 1 м² (принимаем 10 грн);

n - количество единиц оборудования;

По базовому варианту:

грн.

По проектируемому варианту:

грн.

Результаты расчетов элементов затрат технологической себестоимости заносим в табл. .21.

Таблица .21 - Элементы технологической себестоимости.

Наименование элементов затрат	Базовый вариант	Проектируемый вариант
1. Себестоимость основного материала, грн	18,37	18,37
2. Основная и дополнительная зарплата с отчислениями на соцстрахование, грн	0,68	0,43
3. Амортизационные отчисления по оборудованию, грн	0,04	0,041
4. Затраты на ремонт оборудования, грн	0,032	0,0328
5. Затраты на силовую электроэнергию, грн	0,083	0,076
6. Затраты на режущий инструмент, грн	3,34	1,17
7. Затраты на вспомогательные материалы, грн	0,06	0,06
8. Затраты по содержанию производственной площади, грн	0,0015	0,0011
Итого	22,6065	20,1809

Расчет капитальных затрат по вариантам

Величина капитальных затрат рассчитывается по обоим вариантам (базовому и проектируемому) и состоит из капитальных затрат на оборудование и капитальных затрат на здание.

Капитальные затраты на оборудование:

( .21)

где S_об - стоимость единицы оборудования, грн;

,1…1,15 - коэффициент, учитывающий затраты на транспорт;

n - количество оборудования;

Капитальные затраты на здание:

( .22)

где S_пл - площадь, занимаемая единицей оборудования, м²;

К - коэффициент, учитывающий полезную площадь (К = 2,5);

h - высота зданий, м (h = 10,8 м);

с - стоимость 1 м³ зданий, (с=15 грн/м³);

Капитальные затраты по базовому варианту:

Кб = 893,75+95,82 = 898,57 грн.

Капитальные затраты по проектируемому варианту:

Кп = 913+66,67 = 979,67 грн.

Расчет годового экономического эффекта и эффективности дополнительных капитальных затрат.

Годовой экономический эффект равен:

Э_г= (С₁· N_год+ Е_м· К₁) - (С₂· N_год+ Е_м· К₂), ( .23)

где Е_м- нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений, (Е_м= 0,15).

Э_г= (22,6065·2000+0,15·989,57) - (20,1809·2000+0,15·979,67)= 4852,685 грн.

Срок окупаемости дополнительных затрат:

; ( .24)

года.

Расчет технико-экономических показателей проектируемого участка.

Основные технико-экономических показателей проектируемого участка представлены в табл. .22.

Таблица 22 - Основные технико-экономических показателей проектируемого участка.

Наименование показателей	Единицы измерения	Величины показателей
Абсолютные показатели:
1. Годовой выпуск: в натуральном выражении по цеховой себестоимости в нормо-часах	шт. грн. н-час	2000 781040 24770
2. Стоимость основных фондов	грн.	305220
3. Производственная площадь участка	м²	200
4. Количество производственного оборудования, в том числе металорежущих станков	шт. шт.	10 7
5. Общая численность рабочих в том числе производственных	чел.	22 14
Относительные показатели
1. Выпуск продукции: на одного рабочего на одного производственного рабочего на 1 грн. основных фондов	грн. грн. грн/грн	35501 55788 2,56
2. Выпуск продукции: на одного рабочего на одного производственного рабочего на один станок	н-час н-час н-час	1126 1770 3539
3. Производственная площадь на единицу оборудования	м²	20
4. Средний коэффициент загрузки оборудования	-	0,82
5. Общий годовой фонд зарплаты	грн.	71177
6. Среднемесячная заработная плата: производственных рабочих вспомогательных ИТР	грн.	263,9 231,5 370
7. Цеховая себестоимость детали	грн	26,42

14. Организационная часть. Методы организации производственных процессов

Важнейшим элементом понятийного аппарата теории организации производства на промышленных предприятиях является метод организации производства - способ осуществления производственного процесса, совокупность средств и приемов его реализации. Характеризуется рядом признаков, главными из которых являются взаимосвязь последовательности выполнения операций технологического процесса с порядком размещения оборудования и степень непрерывности производственного процесса.

В зависимости от особенностей производственных процессов и типа производства на рабочих местах, участках, в цехах применяется определенный метод организации производства. Существуют два метода организации производства- непоточный и поточный.

Рассмотрим организация непоточного производства. Непоточный метод организации производства характеризуется следующими признаками:

1) на рабочих местах обрабатываются разные по конструкции и технологии изготовления предметы труда, поскольку выпуск их небольшой;

2) рабочие места размещаются по однотипным группам без определенной связи с последовательностью выполнения операций, например, группы токарных, фрезерных, сверлильных станков и др.;

3) детали перемещаются в процессе изготовления сложными маршрутами, в связи с чем возникают большие перерывы в обработке. После каждой операции детали, как правило, поступают в цеховые промежуточные кладовые, пока освободится рабочее место для выполнения следующей операции (рис. .1).

Непоточный метод применяется преимущественно в единичном и серийном производстве. Иногда в рамках непоточного выделяют единичный и партионный методы организации производственного процесса.

При единичном методе детали и изделия изготовляются единицами или небольшими неповторяющимися партиями. Такой метод организации производственного процесса характерен для опытного производства и для предприятий единичного и мелкосерийного производства. С ускорением научно-технического прогресса, усложнением техники, появлением уникальных агрегатов, сложных технических систем удельный вес такого производства повышается.

Партионный метод предполагает запуск в производство и изготовление деталей, узлов, изделий периодически повторяющимися партиями определенного размера. Этот метод характерен для предприятий серийного производства.

Рисунок .1 - Схема расстановки оборудования и движения партии деталей в механическом цехе непоточного производства при технологической специализации участков.

Количество оборудования в непоточном производстве рассчитывается по группам однотипных взаимозаменяемых станков.

Поскольку в непоточном производстве на одних и тех же рабочих местах обрабатывается большая номенклатура деталей, очень важно определить количество одинаковых деталей, обрабатываемых непрерывно на каждой операции, т. е. партию деталей.

При изготовлении деталей в небольшом количестве для разовых заказов и малых серий изделий (единичное и мелкосерийное производство) в качестве партии деталей принимается количество их общей потребности.

Если детали нужны периодически или постоянно, но их обработкой оборудование полностью не загружено (серийное производство), партию деталей определяют с учетом конкретных производственных условий. Это связано с тем, что величина партии деталей влияет на эффективность производства.

Увеличение партии деталей ведет к уменьшению количества переналадок оборудования, в результате чего улучшается его использование и снижаются затраты на подготовительно-заключительные работы (переналадку оборудования, получение и сдачу работы и др.). Кроме того, упрощаются планирование и учет производства. Обработка деталей большими партиями имеет и отрицательные стороны увеличиваются запасы деталей в незавершенном производстве, а вместе с тем производственные и складские площади для их хранения. Таким образом, противоречивое влияние партии деталей на технико-экономические показатели работы требует установления ее оптимальной величины.

Оптимальным является такой размер партии деталей, при котором общие затраты по их изготовлению будут минимальными, причем учитываются также затраты, связанные с наличием незавершенного производства.

В непоточном производстве применяется, как правило, универсальное оборудование. Разработка технологических процессов для каждого изделия, детали носит индивидуальный характер. Приспособления, оснастка, специальный инструмент обычно стоят дорого и списываются при снятии изделия с производства задолго до их физического износа. Все это удорожает себестоимость продукции и не способствует эффективности производства.

Непоточное производство в организационном отношении является довольно сложным и не соответствует в полной мере принципам рациональной организации производственного процесса. Поэтому одной из актуальных задач современной организации производства является разработка и использование в практике организационно-экономических предпосылок повышения серийности и перехода к более эффективным методам - поточным. Эта задача решается путем повышения уровня унификации конструкций изделий, типизации технологических процессов, применения групповых методов обработки деталей. Суть последних заключается в следующем. Детали группируются по признакам конструктивного и технологического подобия. Из группы выделяется наиболее сложная деталь, несущая все конструктивные и технологические элементы группы. Если такую деталь выделить невозможно, то она специально проектируется. Для нее подбираются оборудование, оснастка, инструмент, групповая технология с таким расчетом, чтобы обеспечить без переналадок обработку всех деталей группы. Групповые методы позволяют существенно (на 30-50%) повысить производительность труда, изготавливать продукцию на предметно-замкнутых участках и поточных линиях.

15. Строительная часть

Участок по изготовлению детали «Цилиндр» НО-1452.02 размещается в двухпролетном одноэтажном здании 48×96 м в сетке колон 1-3 пролета А-Б.

На проектируемом участке в качестве межоперационного транспорта применяют мостовой кран с пролетом 24 м грузоподъемностью 5т. Высота подъема до 6 м, скорость передвижения 60 м/мин. Мостовой кран перемещается по подкрановым путям на консолях колон.

Уборка стружки с рабочих мест станочников производится децентрализовано. Стружку убирают в поддоны, устанавливаемые для нескольких металлорежущих станков, который освобождают по мере необходимости с помощью мостового крана.

Приготовление СОЖ производится на специальном участке, подача на рабочие места осуществляется децентрализовано.

Освещение рабочих мест является важным показателем, который существенно влияет на качество выпускаемой продукции и производительности труда.

Участок имеет естественное освещение и применяемое в вечернее и ночное время искусственное освещение.

Естественное освещение осуществляется боковым светом и верхним светом. Боковое освещение - ленточное естественное освещение через световые проемы. Верхний свет - через двухсторонний фонарь.

В качестве искусственного освещения применяется общее и местное освещение. Общее искусственное освещение осуществляется с помощью ламп ЛГ 220-1000.

Для бесперебойной подачи электроэнергии для работы металлорежущего и вспомогательного оборудования рассчитаем мощность подстанции по формуле [26, стр.223]:

Q = K · n · N, ( .1)

где K - коэффициент развития (К = 1,2);

n - количество оборудования;

N - усредненная мощность используемых станков (N = 7,5 кВт).

Q = 1,2 · 6 · 7,5 = 54 кВт.

Принимаем мощность подстанции, равную Q = 60 кВт.

Характеристика здания:

· ширина пролета L = 24 м;

· количество пролетов - 2;

· шаг колон t = 6 м;

· высота помещения h = 10,8 м

· отметка головки кранового рельса - 8,15 м.

Приведем схему размещения металлорежущего оборудования на участке учитывая характеристику здания - рисунок .1.

Конструкция пола содержит:

1) покрытие из бетона М-300 на мелком щебне;

2) подстилающий слой из бетона М-150;

3) уплотненный грунт.

Отопление участка и цеха вцелом производится калориферной установкой.

Пролет оснащен фонарем высотой Н = 3430 мм и шириной 12 м.

Согласно СНиП 2.0904-87 санитарная характеристика производственных процессов на участке категории 1а и 1б.

Бытовые помещения расчитаны согласно СНиП 2.0904-87 для рабочих занятых на проектируемом участке и состава цеха в наибольшую смену.

Рисунок .1 - Планировка участка:

-горизонтально-расточной станок модели 2М615;

-токарно-винторезный станок модели 16К20Т1 с ЧПУ;

-вертикально-сверлильный станок модели 2Н135;

-вертикально-фрезерный станок модели 6550;

-плоскошлифовальный станок с крестовым столом модели

Е710А;

-внутришлифовальный станок модели 3К228А;

-кран мостовой.

Выводы

деталь цилиндр маршрутная технология участок

В дипломном проекте рассмотрено служебное назначение детали «Цилиндр» НО-1452.02, произведен анализ технологического процесса его изготовления. Проработана схема расположения оборудования на участке изготовления. Составлена маршрутная технология, произведен анализ базирования и закрепления на операциях механической обработки (черновой токарной, вертикально-фрезерной и вертикально-сверлильной) детали. Рассчитаны режимы резания на операциях (черновой токарной, вертикально-фрезерной и вертикально-сверлильной), выполнено нормирование операций. Спроектированы станочные приспособления на вертикально-фрезерную и вертикально-сверлильную операции. Спроектировано контрольно-измерительное приспособление для контроля торцевого биения.

Рассмотрен вопрос получения сверхглубоких отверстий методом электроэрозионной обработки.

Проанализирована обстановка на участке изготовления с точки зрения охраны труда и техники безопасности.

Выполнен расчет технико-экономических показателей проектируемого участка. Заполнена технологическая документация на технологический процесс изготовления рассматриваемой детали.

Список литературы

1. Горбацевич А.Ф., Шкред В.А. Курсовое проектирование по технологии машиностроения - 4-е изд., перераб. и доп. - Минск: Высшейш. школа, 1983, - 256с.

2. Маталин А.А. Технология машиностроения. - Л.: Машиностроение, 1985. - 496с.

3. Справочник технолога машиностроителя. В 2-х т., т1/Под ред.А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова - 4-е изд. перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1986. - 656с.

4. Справочник технолога машиностроителя. В 2-х т., т2/Под ред.А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова - 4-е изд. перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1986. - 496с.

5. ГОСТ 7505 - 89. Поковки стальные штампованные.

6. Справочник. Режимы резания металов /Под ред. Ю.В. Барановского и др. - М.: Машиностроение, 1972 - 408с.

7. Корсаков В.С. Основы конструирования приспособлений: учебник для вузов, - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1983 - 277с.

8. Горошкин А.К. Приспособления для металлорежущих станков. Справочник. Изд. 6-е. - М.: Машиностроение, 1971 - 384с.

9. Блюмберг В.А., Близнюк В.П. Переналаживаемые станочные приспособления. Л.: Машиностроение, 1978 - 360с.

10. Чумаков Г.С. Методические указания к выполнению контрольной работы по курсу «Проектирование контрольно-измерительных приспособлений». Харьков, ХПИ, 1990.

11. М.А. Ансеров. Приспособления для металлорежущих станков. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1964 - 652с.

12. Немилов Е.Ф. Справочник по электроэразионной обработке материалов. - Л.: Машиностроение, 1989 - 164с.

13. Электроэрозионная и электрохимическая обработка. Расчет и проектирование. В 2-х ч., Ч.1- М.: Машиностроение, 1980 - 352с.

14. Э.Т. Абдукаримов. Прошивка глубоких отверстий различного диаметра. - Физика и химия обработки материалов. - 6, 1997.

15. Г.А. Парфененко. Методические указания к выполнению раздела «Безопасность и экологичность» в дипломных проектах. - Сумы: СумГУ, 1996.

16. Средства защиты в машиностроении. Расчет и проектирование: Справочник / Под ред. С.В. Белова и др. - М.: Машиностроение, 1989 - 368с.

17. ГОСТ 12.1.005-76 «ССБТ. Воздух рабочей зоны».

18. Руководство по курсовому проектированию металлорежущих инструментов / Под общ. ред. Г.Н, Кирсанова - М.: Машиностроение, 1986 - 288с.

19. В.А. Залога. Расчет режимов резания при точении, сверлении, фрезеровании. - К.: Выща школа, 1994. - 168с.

20. Родин П.Р. Основы проектирования режущих инструментов.: Учебник. - К.: Выща школа, 1990. - 424с.

21. ГОСТ 19068-80. Пластины режущие сменные многогранные твердосплавные шестигранной формы с отверстием и стружколомающими канавками с одной стороны.

22. Иноземцев Г.Г. Проектирование металлорежущих инструментов. - М.: Машиностроение, 1984 - 272 с.

23. Обработка металлов резанием: Справочник технолога/ А.А. Панов, В.В. Аникин и др.; Под общ. ред. А.А.Панова. - М.: Машиностроение, 1988 - 736с.

24. Металлорежущий твердосплавный инструмент: Справочник/ В.С. Самойлов, Э.Ф. Эйхман и др. - М.: Машиностроение, 1988 - 365с.

25. Организация, планирование и управление деятельностью промышленных предприятий/ А.В. Антонец, Н.А. Белов и др.; Под ред. С.М. Бухало. - 2-изд., перераб. и доп. - К.: Выща шк. Головное изд-во, 1989 - 472с.

26. Мамаев В.С., Осипов В.Г. Основы проектирования машиностроительных заводов. - М.: Машиностроение, 1974 - 290с.

27. Сорочкин Б.М. и др. Средства для линейных измерений. - Л.: Машиностроение, 1978. - 264с.

28. Методические указания по оформлению документации в курсовых и дипломных работах по «Технологии машиностроения» для студентов специальности 7.090202 всех форм обучения. Ч.1. - Сумы.: СумГУ, 1999.

29. Методические указания по оформлению документации в курсовых и дипломных работах по «Технологии машиностроения» для студентов специальности 7.090202 всех форм обучения. Примеры оформления технологической документации. Ч.2. - Сумы.: СумГУ, 1999.

Проектирование участка по изготовлению детали 'Цилиндр' НО-1452.02 молотка рубильного

Проектирование участка по изготовлению детали 'Цилиндр' НО-1452.02 молотка рубильного

Схема расположения и конструкция вытяжного зонта приведена на рисунке .1

Похожие работы на - Проектирование участка по изготовлению детали 'Цилиндр' НО-1452.02 молотка рубильного