Поверхность
|
Точность
|
Шероховатость
|
Методы обработки
|
1
|
2
|
3
|
4
|
Ø50
|
х8
|
Ra2,5
|
Обтачивание однократное; Шлифование однократное
|
Ø70
|
3
|
Ra10
|
Обтачивание однократное
|
Ø50
|
f9
|
Ra1,25
|
Обтачивание двукратное; Шлифование однократное
|
Ø40
|
b12
|
Ra2,5
|
Обтачивание двукратное; Накатывание
|
Ø39
|
1
|
Ra10
|
Обтачивание двукратное
|
Ø38
|
d9
|
Ra1,25
|
Обтачивание двукратное; Шлифование однократное
|
M27
|
6g-8g
|
Ra10
|
Обтачивание двукратное; Накатывание резьбы
|
Ширина шлицев 6
|
0,12
|
Ra6,3
|
Выдавливание
|
42
|
2
|
Ra20
|
Фрезерование однократное; Обтачивание двукратное
|
90
|
5,2
|
Ra10
|
Обтачивание двукратное
|
30
|
1
|
Ra10
|
Обтачивание двукратное; Накатывание
|
92
|
5,5
|
Ra10
|
Обтачивание двукратное
|
5
|
3
|
Ra6,3
|
Обтачивание однократное; Шлифование однократное
|
62
|
1,9
|
Ra20
|
Фрезерование однократное
|
Все фаски получаем однократным обтачиванием.
Проверим число переходов, которые обеспечат заданную точность размеров,
формы и взаимного расположения поверхностей, по величине требуемого уточнения.
Требуемая величина уточнения для определенной поверхности находится по
формуле:
(1.4)
где
КУ-требуемая величина уточнения;
dзаг-допуск размера, формы или расположения поверхностей
заготовки;
dдет-допуск размера, формы или расположения поверхностей
детали.
Затем
определяется расчетная величина уточнения по выбранному маршруту обработки
поверхности:
(1.5)
где
Ку.расч.-расчетная величина уточнения;
К1
, К2 …Кn-величины уточнения по каждому переходу или
операции
при обработке рассматриваемой
поверхности.
где
d1 -величина
максимальной погрешности размера, формы
или
расположения поверхностей, которая имеет место на
первом
переходе (операции) при обработке рассматриваемой
поверхности.
где
d2 -величина
максимальной погрешности размера, формы или
расположения
поверхностей, которая имеет место на втором
переходе
(операции) при обработке рассматриваемой
поверхности.
где
dn-величина
максимальной погрешности размера, формы или расположения поверхностей, которая
имеет место на n-переходе (операции) при обработке рассматриваемой
поверхности.
После выбора методов обработки поверхностей детали проверим правильность
выбора методов для наиболее точных поверхностей детали: Ø50х8, Ø38d9, путём расчёта заданного и расчетного уточнений.
1.7.1
По чертежу детали цапфа поворотная необходимо обработать Ø с шероховатостью Ra=2,5мкм.
Заготовка получена методом поперечно клиновой прокатки
Диаметр
поковки:
Назначаем
следующие виды обработки поверхности Ø:
Заготовка - 13 квалитет, d=0,46 мм.
. растачивание однократное - 10 квалитет, d1 = 0,12 мм;
. шлифование однократное - 8 квалитет, d2 =0,046 мм.
По формуле (1.4) требуемая величина уточнения:
Расчетное
уточнение на первом переходе:
Кур1
=3,9
Расчетное
уточнение на втором переходе:
Кур2
=2,6
По
формуле (1.5) Общая расчетная величина уточнения:
.
Так
как 10,14 > 10, то есть Ку.расч.>Ку , то
назначенный маршрут обработки поверхности Ø цапфы
обеспечит заданную точность.
.7.2 По
чертежу детали цапфа поворотная необходимо получить с шероховатостью Ra=1,25 мкм.
Заготовка получена методом поперечно клиновой прокатки
Диаметр
поковки .
Назначаем
следующие виды обработки поверхности :
1. обтачивание предварительное - 11 квалитет, d1 = 0,16 мм;
. обтачивание окончательное - 9 квалитет, d1 = 0,062 мм;
. термообработка 10 квалитет
. шлифование однократное - 9 квалитет, d2 =0,062 мм.
По формуле (1.4) требуемая величина уточнения:
Расчетное
уточнение на первом переходе:
Кур1
=2,44
Расчетное
уточнение на втором переходе:
Кур2
=2,6
Расчетное
уточнение на третьем переходе:
Кур3
=1
По
формуле (1.5) общая расчетная величина уточнения:
Так
как 6,34 > 6,2, то есть Ку.расч.> Ку , то
назначенный маршрут обработки цапфы
обеспечит заданную точность.
1.8 ВЫБОР ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ БАЗ
Выбор баз для механической обработки производится с учетом достижения
требуемой точности взаимного расположения поверхностей детали, по линейным и
угловым размерам, обеспечения доступа инструментов к обрабатываемым
поверхностям, обеспечения простоты и унификации станочных приспособлений, а так
же удобства установки в них заготовки.
В технологическом процессе обработки детали цапфа поворотная используются
следующие схемы базирования:
1. При фрезеровании торцов и обработке центровочных отверстий для
базирования используем цилиндрическую поверхность детали и торец.
Рисунок
1.4 - Базирование по цилиндрической поверхности детали и торцу.
2. При токарной обработке наружной цилиндрической поверхности для
базирования используются центровочные отверстия.
Рисунок
1.5 - Базирование по центровым отверстиям.
3. При токарной обработке наружной цилиндрической поверхности и
накатывании в качестве базы используем центровые отверстия.
Рисунок
1.6 - Базирование по центровым отверстиям.
4. При выдавливании шлицев базирование осуществляется по центровым
отверстиям и торцу.
Рисунок 1.7 - Базирование по центровым отверстиям и торцу.
. При правке деталь базируется по наружной цилиндрической поверхности и
торцу.
Рисунок
1.8 - Базирование по наружной цилиндрической поверхности и торцу.
6. На шлифовальных операциях деталь базируется по центровым отверстиям.
Рисунок
1.9 - Базирование по центровым отверстиям.
7. При накатывании резьбы в качестве базы используется наружная
цилиндрическая поверхность и торец.
Рисунок
1.10 - Базирование по наружной цилиндрической поверхности и торцу.
.9 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО МАРШРУТА ОБРАБОТКИ ДЕТАЛИ
На данном этапе разрабатывается общий план обработки детали «Цапфа
поворотная 530-3001064», определяется содержание операций более совершенного
технологического процесса. При этом заполняются маршрутные карты техпроцесса
(см. приложение).
При составлении маршрута обработки воспользуемся проанализированным
заводским базовым технологическим процессом с учетом предлагаемых изменений.
Также следует учитывать следующие положения:
каждая последующая операция должна уменьшить погрешность и улучшить
качество поверхности;
в первую очередь следует обрабатывать те поверхности, которые будут
служить технологическими базами для следующих операций;
не рекомендуется совмещение черновой и чистовой обработки немерным
инструментом на одном и том же станке.
На первой операции фрезеруем торцы и центруем два отверстия. Это
необходимо для того, чтобы потом использовать их в качестве баз на последующих
операциях.
На второй операции деталь базируется в центрах и ведется предварительная
обработка поверхности Ø50х8 с образованием фаски 5+1,8×50°±5´, которой цапфа будет насаживаться на
полуось.
На третьей операции ведется предварительная обработка Ø50f9, Ø40b12, Ø38d9 и окончательная Ø39±0,5.
На четвертой операции на специальном станке накатываем поверхность
выдерживая размеры R16+2,7
и Ø40b12;
На пятой операции на гидравлическом прессе выполняем выдавливание шлиц.
На шестой операции детали промываются и сушатся.
На седьмой операции производится зачистка заусенцев.
На восьмой операции при помощи установки ТВЧ производим закалку
поверхностей детали.
На девятой операции на фрикционном прессе выполняем правку детали
выдерживая допуск радиального биения.
На десятой и одиннадцатой операциях на шлифовальном станке производим
окончательную обработку Ø38d9 и Ø50f9.
На двенадцатой операции на торцекруглошлифовальном станке окончательно
обрабатываем Ø50х8.
На тринадцатой операции производим накатывание резьбы М27×1,5-6g8g.
На четырнадцатой операции детали промываются и сушатся.
На пятнадцатой операции производится зачистка заусенцев.
На шестнадцатой операции производится контроль всех размеров.
Разработка технологического маршрута обработки картера
Операция 001 Транспортная
Электропогрузчик ЕВ-738-12
Операция 005 Фрезерно-центровальная
Станок: Фрезерно-центровальный МР-71
Операция 010 Токарная-автоматная
Станок: Токарный-многорезцовый 1Н713
Операция 015 Токарно-копировальная
Станок: Токарный-многорезцовый ЕМ473
Операция 020 Накатная
Станок: специальный
Операция 025 Выдавливание
Пресс гидравлический Д0436
Операция 030 Моечная
Машина моечная М-485
Операция 035 Слесарная
Верстак слесарный
Операция 040 Термообработка
Установка ТВЧ
Операция 045 Правка
Пресс фрикционный ПД-30
Операция 050 Круглошлифовальная
Станок: круглошлифовальный 3М152
Операция 055 Круглошлифовальная
Станок: круглошлифовальный 3М152
Операция 060 Торцекруглошлифовальная
Торцекруглошлифовальный 3Т161Е
Операция 065 Резьбонакатная
Станок: резьбонакатной А9518
Операция 070 Моечная
Машина моечная М-485
Операция 075 Слесарная
Верстак слесарный
Операция 080 Контрольная
Стол контрольный
Операция 085 Транспортирование
Электропогрузчик ЕВ-738-12
.10 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЙ
На этом этапе окончательно определяется состав и порядок выполнения
переходов в пределах каждой технологической операции, производится выбор
моделей оборудования, станочных приспособлений, режущих и измерительных
инструментов.
Операция 005. Фрезерно-центровальная. Станок модели МР-71
Фрезеровать торцы выдерживая размеры: 58±0,5 и 412,5±0,485
Центровать торцы с двух сторон одновременно, выдерживая
размеры Ø18; Ø6,3; 8 min;
7,36±0,29
ПР: Призма специальная
РИ: Фреза торцевая Т5К10 Ø160 Z=16 ГОСТ 9473-80; Сверло
центровочное Р6М5 Ø6,3 специальное
ИИ: Скоба 412,5±0,485; Штангенциркуль ШЦ1-125-0,1
ГОСТ 166-89; Шаблон 7,36±0,29
Операция 010. Токарная-автоматная. Станок модели 1Н713
-
Точить поверхности, выдерживая размеры Ø; R;
Ø70±1,5; 352,5±0,3 и допуск радиального биения.
Подрезать
торец бурта выдерживая размеры 5; 50°±5°
и
точить
фаску 1×45°
ПР:
Патрон специальный; Центр передний ГОСТ 13214-79; Центр
задний
ГОСТ 2575-79
РИ:
Резец проходной упорный Т15К6; Резец проходной Т15К6;
Резец
фасочный Т15К6 (2 шт)
ВИ:
Резцедержатель
ИИ:
Штангенциркуль ШЦ1-125-0,1 ГОСТ 166-89; Скоба Ø70±1,5;
Скоба
Ø; Скоба 352,5±0,3; Шаблон радиусный РШ-I
ГОСТ 4126-82
Операция 015. Токарно-копировальная. Станок модели ЕМ473
-
Точить поверхности по копиру выдерживая размеры Ø на длину ; Ø на длину 33±0,5; Ø; Ø40,4+0,62 и Ø41,4+0,62 на длину 90±0,8; Ø52+0,74 на длину 98,5±0,7; 6,5+0,9
начерно.
Точить
поверхность по копиру в размеры Ø26,85-0,26 на длину 42+2,0; Ø39,5-0,25; Ø38,60,15; Ø39±0,5 и Ø на длину
90±0,8;
Ø50,7-0,19 на длину 98±0,7; 6±0,9 с образованием фаски 1×45° начисто.
ПР:
Патрон специальный; Центр передний ГОСТ 13214-79; Центр задний ГОСТ 2575-79 РИ:
Резцы проходные Т15К6.
ВИ:
Резцедержатель; Линейка копирная
ИИ:
Штангенциркуль ШЦ1-125-0,1 ГОСТ 166-89; Скобы: Ø50,7-0,19;
Ø; Ø38,60,15; Ø39,5-0,25 h12; Скоба Ø26,85-0,26; Шаблон 42+0,2;
Приспособление контрольное специальное; Индикатор ИЧ 0-10 кл. I
ГОСТ 577-68
Операция
020. Накатная. Станок специальный
Накатать
поверхность выдерживая размеры R16+2,7; Ø; 35 min.
ПР:
Патрон пневматический специальный; Центр передний ГОСТ
-79;
Центр задний ГОСТ 2575-79
РИ:
Ролик Ø90
ВИ:
Обкатчик пневматический
ИИ:
Скоба Ø b12
Операция
025. Выдавливание. Пресс гидравлический Д0436
Выдавливать
8 шлиц, выдерживая размеры: уклон 1:5
(5°42´38´´);
R0,3 max; 6±0,06; 31,5±0,5; допуск симметричности и
допуск
радиального биения.
ПР:
Специальное
РИ:
Пуансон
ИИ:
Скоба 6±0,06; Скоба (); Штангенциркуль ШЦ1-125-0,1
ГОСТ
166-89; Центра контрольные; Индикатор ИЧ 0-10 кл I
ГОСТ
577-68; Микрометр МК25 ГОСТ 6507-78
Операция 030. Моечная. Машина моечная
промыть деталь в растворе и продуть сжатым воздухом.
Операция 035. Слесарная. Верстак
- Зачистить заусенцы, острые кромки притупить.
Операция 040. Термообработка. Установка ТВЧ.
- закалка ТВЧ
Операция 045. Правка. Пресс фрикционный ПД-30
Править деталь, выдерживая допуск радиального биения 0,2 мм
ПР: Специальное
ИИ: Приспособление контрольное специальное; Индикатор
ИЧ 010 кл I ГОСТ 577-68
Операция 050. Круглошлифовальная. Станок модели 3М152
-
Шлифовать поверхность, выдерживая размеры 90±2,7; Ø;
допуск
радиального биения и шероховатость.
ПР:
Центр передний ГОСТ 13214-79; Центр задний ГОСТ 2575-79
РИ:
Круг ПП600×125×305 14А
40 СМ2 -С1 7 К6 50 м/с А 1кл
ГОСТ
2424-83; Круг ПП125×50×32 54С
50С1-С2 7 К6 35 м/с А 1 кл ГОСТ 2424-83
ВИ:
Державка для алмаза; Оправка для шарошки
ИИ:
Скоба Ø d9; Прибор активного Контроля ОКЧ
Б8-4100;
Штангенциркуль ШЦIII-250-0,1 ГОСТ 166-80; Центра контрольные; Индикатор ИЧ
010 кл I ГОСТ 577-68
Операция
055. Круглошлифовальная. Станок модели 3М152
Шлифовать
поверхность, выдерживая размеры Ø; 6-4,0;
допуск радиального биения и шероховатость.
ПР:
Центр передний ГОСТ 13214-79; Центр задний ГОСТ 2575-79
РИ:
Круг ПП600×125×305 14А
25П СМ2 -С1 7 К6 50 м/с А 1кл
ГОСТ
2424-83; Круг ПП125×50×32 54С
80-П ВТ 7 К6 35 м/с А
кл
ГОСТ 2424-83
ВИ:
Державка для алмаза; Оправка для шарошки
ИИ:
Скоба Ø f9; Прибор активного Контроля ОКЧ
Б8-4100;
Штангенциркуль ШЦIII-250-0,1 ГОСТ 166-80;
Центра
контрольные; Индикатор ИЧ 010 кл I ГОСТ 577-68.
Операция
060. Торцекруглошлифовальная.
Станок
модели 3Т161Е
Шлифовать
поверхность и торец, выдерживая размеры
±0,95*;
Ø ; угол 1°-10´; R*; допуск торцевого биения и
шероховатость.
ПР:
Центр передний ГОСТ 13214-79; Центр задний ГОСТ 2575-79
РИ:
Круг ПП500×63×203 25
А40 СМ2 -С1 7 К6 50 м/с А 1кл
ГОСТ
2424-83; Круг ПП125×32×50 54С
50 С1-С2 7 К6 35 м/с А
кл
ГОСТ 2424-83
ВИ:
Копир для правки круга; Оправка для шарошки
ИИ:
Скоба Ø х8; Прибор управления БВ 4870-23;
Скоба
БВ-3152-80; Штангенциркуль ШЦ1-125-0,1 ГОСТ 166-89;
Центра
контрольные; Индикатор ИЧ 010 кл I ГОСТ 577-68.
Операция
065. Резьбонакатная. Станок модели А9518
Нарезать
резьбу, выдерживая размеры М27×1,5-6g8g; 36
min
ПР:
Нож опорный специальный
РИ:
Ролик накатной специальный
ИИ:
Кольцо резьбовое ПР 6g; Кольцо резьбовое НЕ 8g;
Штангенциркуль
ШЦ1-125-0,1 ГОСТ 166-89
Операция 070. Моечная. Машина моечная
промыть деталь в растворе и продуть сжатым воздухом.
Операция 075. Слесарная. Верстак
- Зачистить заусенцы, острые кромки притупить.
Операция 080. Контрольная. Стол контрольный.
.11 РАСЧЕТ ПРИПУСКОВ НА ОБРАБОТКУ
Произведём расчёт припусков и предельных размеров по технологическим
переходам расчётно-аналитическим методом на две поверхности, а так же построим
для них схемы расположения припусков и допусков.
1.11.1
Рассмотрим получение размера Øмм
Исходные данные:
заготовка - поперечно-клиновой прокат, материал - сталь 40Х
ГОСТ 4543-71;
точность размеров соответствует 13 кв.;
деталь устанавливается в центра.
Составим
технологический маршрут обработки наружной цилиндрической поверхности Ø и определим величины Rz и h по
переходам:
1-й переход:
черновое точение, 11 квалитет, Rz = 125 мкм, h = 120 мкм
([2], табл. П5);
-й переход:
чистовое точение, 9 квалитет, Rz = 20 мкм, h = 30 мкм;
Термообработка 10 квалитет Rz =
20 мкм, h = 30 мкм;
-й переход:
шлифование однократное, 9 квалитет, Rz = 10 мкм, h = 20
мкм;
Параметры заготовки: 13 кв. Rz = 1000 мкм, h = 1000 мкм,
([2], табл. П3)
Определим значения пространственных отклонений для заготовки ([2], табл.
П14):
(1.6)
где
- учитывает коробление заготовки.
(1.7)
где
Δк = 0,5 -
удельная кривизна заготовки ([2], табл. П17);
L - длина
заготовки;
rсм -
смещение оси шейки вала относительно общей оси;
rсм = 0,5 мм
= 500 мкм.
rц -
погрешность центрирования;
(1.8)
где
δ3 - допуск
на диаметральный размер поверхности используемой в качестве базовой на
фрезерно-центровальной операции.
Таким образом по формуле (1.6) пространственное отклонение для заготовки:
мкм
Остаточное пространственное отклонение по переходам определяем по
формуле:
rост = rз× К,
мкм(1.9)
где
К - коэффициент уточнения формы ([2], табл. П27).
после
чернового обтачивания (К = 0,06) r1 = 0,06 × 610 = 37 мкм;
термообработка
;
после
шлифования (К = 0,03) r3 = 0,03 × 610 = 19 мкм.
Погрешность
установки на всех переходах равна нулю так как заготовка базируется по
центровым отверстиям.
Расчёт минимальных значений межоперационных припусков ([2], табл. П1):
, мкм
(1.10)
где
i - выполняемый переход.
-й
переход (черновое обтачивание)
мкм
2-й переход (чистовое обтачивание)
мкм
-й
переход (шлифование однократное)
мкм
Расчётный размер диаметра цапфы dР вычислим,
начиная с конечного минимального чертёжного размера путём последовательного
прибавления минимального припуска каждого предыдущего перехода:
3-й
переход: d шлиф. = 37,858 + 2 0,156 = 38,17 мм;
-й
переход: d чист. точ. = 38,17 + 2 0,282 = 38,734 мм.
-й
переход: d черн. точ. = 38,734 + 2 2,610 = 43,954 мм.
Назначаем
допуски на технологические переходы ([2], табл. П34):
Заготовка:
390 мкм
-й
переход: 160 мкм
-й
переход: 62 мкм
-й
переход: 62 мкм
Предельный
размер dmin определяем, округляя dp до
большего значения в пределах допуска на данном переходе, а dmax определяем прибавляя к dmin
допуски соответствующих переходов:
-й
переход:
dMIN= 37,858 мм; dMAX= 37,858 + 0,062 = 37,92 мм;
-й
переход:
dMIN= 38,17 мм; dMAX= 38,17 + 0,062 = 38,232 мм;
-й
переход:
dMIN= 38,734 мм; dMAX= 38,734 + 0,16 = 38,894 мм;
заготовка:
D= 43,954 мм; D= 43,954 + 0,39 = 44,344 мм.
Минимальные
предельные значения припусков 2×Z- находим как разность наибольших предельных размеров
выполняемого и предшествующего переходов, а максимальные значения 2×Z - как разность наименьших предельных размеров
выполняемого и предшествующих переходов.
-й
переход:
-й
переход:
-й
переход:
Общий минимальный припуск находим как сумму минимальных промежуточных
припусков, а общий максимальный - как сумму максимальных припусков:
Общий
номинальный припуск находим по формуле:
(1.11)
где
Н - нижнее отклонение заготовки;
Н - нижнее отклонение детали по чертежу.
Тогда
номинальный диаметр заготовки:
(1.12)
Проверяем
правильность произведённых расчётов по уравнениям:
3-й переход: 312 - 312 = 0 мкм 62 - 62 = 0 мкм
-й переход: 662 - 594 = 98 мкм 160 - 62 = 98 мкм
-й переход: 5450 - 5220 =230 мкм 390 - 160 = 230 мкм
Проверка правильна, следовательно расчёты межоперационных припусков
произведены правильно. Все расчёты параметров припусков приведём в таблицу 1.7
Таблица 1.7 Параметры припусков
Технологические переходы обработки диаметра Элементы припуска, мкмРасчётный
припуск 2Zmin, мкмРасчётный размер dр, ммДопуск на размер d,
мкмПредельный размер, ммПредельные значения припусков, мкм
|
|
|
|
|
|
|
|
Rz
|
h
|
ρ
|
dmindmax
|
|
|
|
|
|
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
10
|
11
|
12
|
Заготовка
|
1000
|
1000
|
610
|
-
|
-
|
43,954
|
390
|
43,954
|
44,344
|
-
|
-
|
1-й переход
|
125
|
120
|
37
|
0
|
22610
|
38,734
|
160
|
38,734
|
38,894
|
5220
|
5450
|
2-й переход
|
20
|
30
|
25
|
0
|
2·282
|
38,17
|
62
|
38,17
|
38,894
|
564
|
662
|
Т.О.
|
20
|
30
|
106
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
3-й переход
|
10
|
20
|
19
|
0
|
2·156
|
37,858
|
62
|
37,858
|
37,92
|
312
|
312
|
Общий припуск
|
6096
|
6424
|
Рисунок
1.11 - Схема графического расположения припусков и допусков на обработку
поверхности Ø.
1.11.2
Рассмотрим получение размера Øмм.
Исходные данные:
заготовка - поперечно-клиновой прокат, материал - сталь 40Х ГОСТ 4543-71;
точность размеров соответствует 13 кв.;
деталь устанавливается в центра.
Составим
технологический маршрут обработки наружной цилиндрической поверхности Ø и определим величины Rz и h по
переходам:
1-й переход:
точение однократное, 10 квалитет, Rz = 63 мкм, h = 50
мкм
([2], табл. П5);
-й переход:
шлифование однократное, 8 квалитет, Rz = 10 мкм, h = 20
мкм;
Параметры заготовки: 13 кв. Rz = 600 мкм, h = 600 мкм
([2], табл. П3).
Определим значения пространственных отклонений для заготовки ([2], табл.
П14).
По формулам (1.7) и (1.8) находим:
мкм;
rсм = 0,5 мм
= 500 мкм.
мм;
Значение пространственного отклонение для заготовки определим по формуле
(1.6):
мкм
Остаточное пространственное отклонение по переходам:
после
однократного точения (К = 0,05) r2 = 0,05 × 610 = 31 мкм;
после
однократного шлифования (К = 0,03) r3 = 0,03 ×610 = 19 мкм.
Погрешность
установки на всех переходах равна нулю так как заготовка базируется по
центровым отверстиям.
Расчёт минимальных значений межоперационных припусков:
-й переход (однократное обтачивание)
мкм
2-й переход (однократное шлифование)
мкм
Расчётный размер диаметра цапфы dР вычислим,
начиная с конечного минимального чертёжного размера путём последователь-ного
прибавления минимального припуска каждого предыдущего перехода:
2-й
переход: d шлиф. = 50,097 + 2 0,144 = 50,385 мм;
-й
переход: d точ. = 50,385 + 2 1,810 = 53,863 мм.
Назначаем
допуски на технологические переходы ([2], табл. П34):
Заготовка:
460 мкм
-й
переход: 120 мкм
-й
переход: 46 мкм
Предельный
размер dmin определяем, округляя dp до
большего значения в пределах допуска на данном переходе, а dmax определяем прибавляя к dmin
допуски соответствующих переходов:
-й
переход:
dMIN= 50,097 мм; dMAX= 50,097 + 0,046 = 50,143 мм;
-й
переход:
dMIN= 50,385 мм; dMAX= 50,385 + 0,12 = 50,505 мм;
заготовка:
D= 53,863 мм; D= 53,863 + 0,46 = 54,323 мм.
Минимальные
предельные значения припусков 2×Z- находим как разность наибольших предельных размеров
выполняемого и предшествующего переходов, а максимальные значения 2×Z - как разность наименьших предельных размеров
выполняемого и предшествующих переходов.
-й
переход:
-й
переход:
Общий минимальный припуск находим как сумму минимальных промежуточных
припусков, а общий максимальный - как сумму максимальных припусков:
Общий
номинальный припуск находим по формуле (1.11):
Тогда по формуле (1.12) номинальный диаметр заготовки:
Проверяем
правильность произведённых расчётов по уравнениям:
2-й переход: 362 - 288 = 74 мкм 120 - 46 = 74 мкм
-й переход: 3818 - 3478 = 340 мкм 460 - 120 = 340 мкм
Проверка правильна, следовательно расчёты межоперационных припусков
произведены правильно. Все расчёты параметров припусков приведём в таблицу 1.8
Таблица 1.8 Параметры припусков.
Технологические переходы обработки поверхн.
|
Элементы припуска, мкм
|
Расчётный припуск 2Zmin, мкм
|
Расчётный размер dр, мм
|
Допуск на размер d, мкм
|
Предельный размер, мм
|
Предельные значения припусков, мкм
|
|
Rz
|
h
|
ρ
|
dmindmax
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
10
|
11
|
12
|
Заготовка
|
600
|
600
|
610
|
-
|
-
|
53,863
|
460
|
53,863
|
54,323
|
-
|
-
|
1-й переход
|
63
|
50
|
31
|
0
|
2·1810
|
50,385
|
120
|
50,385
|
50,505
|
3478
|
3818
|
2-й переход
|
10
|
20
|
19
|
0
|
2·144
|
50,097
|
46
|
50,097
|
50,143
|
288
|
362
|
Общий припуск
|
1378
|
1792
|
Рисунок
1.12 - Схема графического расположения припусков и допусков на обработку
поверхности Ø.
1.12 РАСЧЁТ РЕЖИМОВ РЕЗАНИЯ
Произведем расчет режимов резания на два перехода по эмпирическим
формулам. Принцип расчета и выбор коэффициентов производим по [ 3, т.2 ].
1.12.1 Режимы
резания при точении мм на операции 010.
Принимаем глубину резания: t=1,7 мм.
Подачу выбираем по [3, т.2, табл. 11] S=0,9 мм/об.
Скорость резания рассчитывается по эмпирической формуле:
(1.13)
где
T - период стойкости инструмента;V - коэффициент учитывающий
фактические условия резания;
КV
= КMV · КПV · КИV (1.14)
где
КMV - коэффициент, характеризующий качество
обрабатываемого
материала,
КПV
- коэффициент, учитывающий состояние поверхности
заготовки,
КПV
= 0,9 [3, т.2, табл. 5];
КИV
- коэффициент, учитывающий материал инструмента, КИV
=1,0
[3,
т.2, табл. 6];
(1.15)
где
КГ - коэффициент, учитывающий группу стали по обрабатываемости [3,
т.2, табл. 2]; КГ = 0,95
σв - предел
прочности стали, МПа, для стали 40Х σв =1300
МПа;V - показатель степени, nV =1,0 [3, т.2, табл. 2];
=
По
формуле (1.14) определим:
КV
= 0,55 · 0,9 · 1,0 = 0,5
Коэффициент
и показатели степени принимаем по [3, т.2, табл. 17]:
СV =340;
m=0,2; х=0,15; y=0,45;
Выбираем
среднее значение стойкости материала режущей части Т=60 мин.
Скорость
находим резания по формуле (1.13):
Частота
вращения шпинделя:
(1.16)
Принимаем
nф=450 мин-1
Определяем
силу резания при черновом точении:
(1.17)
где
Кр- поправочный коэффициент
(1.18)
где
, , , , - коэффициенты учитывающие
фактические
условия резания;
=(1.19)
где n -
показатель степени, n=0,75/0,75 [3, т.2, табл. 9].
=
По
[3, т.2, табл. 23] для расчёта силы определяем
коэффициенты: = 0,89; = 1; = 1; = 0,93;
По
[3, т.2, табл. 23] для расчёта силы определяем
коэффициенты: = 0,5, = 1, = 1, = 0,82
По
[3, т.2, табл. 23] для расчёта силы определяем
коэффициенты: = 1,17, = 1, = 1, = 1
Коэффициент
и показатели степени принимаем по [3, т.2, табл. 22].
для
Рz: Cp=300; n=-0,15; х=1; y=0,75;
для
Рy: Cp =243; n=-0,3; х=0,9; y=0,6;
для
Рx: Cp =339; n=-0,4; х=1; y=0,5;
Тогда
по формуле (1.17):
Определим
мощность резания:
(1.20)
1.12.2 Режимы резания при фрезеровании торцов на операции 005
Инструмент: фреза торцовая.
Принимаем глубину резания: t = 2,5 мм.
Ширина фрезерования - В = 54 мм.
Подача на зуб - SZ = 0,32 мм/об.
Число зубьев фрезы - z =
16.
Диаметр фрезы - D =
160 мм.
Скорость резания при фрезеровании - окружная скорость вращения фрезы:
(1.21)
где Т - стойкость инструмента, мин;
Kv -
общий поправочный коэффициент на скорость резания;
Cv -
коэффициент скорости резания;
m, x, y, u, p, q - показатели степени.
Значения коэффициентов и показателей степени по [3, т.2, табл. 39]:
Сv = 332; q = 0,2; x =
0,1; y = 0,4; u = 0,2; p = 0;
m = 0,2; Т = 180 мин.
Коэффициент, характеризующий качество обрабатываемого материала определим
по (1.15):
=
Составляющие коэффициенты для расчета общего поправочного коэффициента: КПV = 0,9 [3, т.2, табл. 5]; КИV =0,65 [3, т.2, табл. 6].
Общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий
фактические условия резания по формуле (1.14):
Таким образом, по формуле (1.21) окружная скорость вращения фрезы:
, м/мин
Частота
вращения инструмента:
, мин-1(1.22)
, мин-1
Принимаем
nф = 125
мин-1.
Фактическая
окружная скорость вращения инструмента рассчитывается по формуле:
, м/мин
(1.23)
, м/мин
Главная
составляющая силы резания при фрезеровании - окружная сила:
Значения коэффициентов и показателей степени определяем по [3, т.2, табл.
41]:
СР = 825; q =
1,3; x = 1,0; y = 0,75; u =
1,1; w = 0,2.
Коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала:
(1.25)
где n - показатель степени, n=0,3/0,3 [3, т.2, табл.
9]
Тогда
по (1.24) окружная сила резания равна:
Н
Находим
крутящий момент на шпинделе:
Н×м (1.26)
, Н×м
Мощность
резания (эффективная):
, кВт
(1.27)
, кВт
Основное
время:
, мин
(1.28)
где
LPX - величина рабочего хода, мм; SМ - минутная подача, мм/мин.
, мин
Остальные
режимы резания определяем таким же образом и сводим в таблицу 1.9
Таблица 1.9 - Сводная таблица режимов резания.
№ оп.
|
Наименование операции или перехода
|
T мм
|
Lpx мм
|
T мин
|
S мм/ об
|
N мин-1
|
v м/ мин
|
Sмин, мм/ мин
|
Т0, мин
|
005
|
Фрезерно-центровальная Фрезерование Центрование
|
2,5 9
|
75 19,5
|
120 50
|
0,32 0,063
|
125 420
|
62,8 24
|
40 26,46
|
0,117 0,74
|
010
|
Токарная-автоматная Точение однократн. Точение фасок
|
1,7 2,5
|
79 10
|
60 60
|
0,9 0,34
|
450 300
|
72,6 66
|
405 102
|
0,2 0,1
|
015
|
Токарно-копировальная Точение черновое Точение чистовое
|
2 0,65
|
445 442
|
60 60
|
0,32 0,28
|
565 800
|
92 127
|
180,8 224
|
2,46 1,97
|
020
|
Накатная
|
0,015
|
38
|
-
|
0,14
|
800
|
100
|
112
|
0,34
|
025
|
Выдавливание
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
0,483
|
045
|
Правка
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
0,157
|
050
|
Кругло-шлифовальная
|
0,3
|
0,65
|
60
|
0,0035
|
nдет 160
|
19
|
0,56
|
1,17
|
055
|
Кругло-шлифовальная
|
0,35
|
0,7
|
60
|
0,0048
|
nдет 150
|
23
|
0,72
|
1,19
|
060
|
Торцекругло-шлифовальная
|
0,3
|
0,65
|
60
|
0,0043
|
nдет 150
|
23
|
0,645
|
1,18
|
065
|
Резьбонакатная
|
0,75
|
12
|
210
|
1,5
|
45
|
4
|
67,5
|
0,71
|
1.13 РАСЧЕТ ТЕХНИЧЕСКИХ НОРМ ВРЕМЕНИ НА ОПЕРАЦИИ
При массовом производстве норма штучного времени определяется по формуле:
, мин
(1.29)
где
То - основное (машинное) время обработки детали, мин;
Тв
- вспомогательное время на операцию (время на установку и снятие детали, подвод
и отвод инструмента, время на управление станком и т.д.), мин;
Тобс
- время на техническое и организационное обслуживание рабочего места (время на
замену затупившегося инструмента, время на уборку рабочего места в конце
работы), мин;
Тотд
- время на отдых и личные надобности, мин.
, мин
(1.30)
где
Тус - время на установку и снятие детали, мин;
Тзо
- время на закрепление и открепление детали, мин;
Туп
- время на приемы управления, мин;
Тиз
- время на измерение детали, мин.
, мин
(1.31)
где
Ттех - время на техническое обслуживание рабочего места, мин;
Торг
- время на организационное обслуживание рабочего места, мин.
Оперативное
время Топ
, мин
(1.32)
В
массовом производстве Ттех определяется по следующим формулам:
для
токарных, сверлильных и фрезерных операций:
, мин
(1.33)
где
tсм - время
на смену инструментов и подналадку станка, мин;
для
шлифовальных операций:
, мин
(1.34)
где
tП - время
на одну правку шлифовального круга, мин;
для
остальных операций:
, мин
(1.35)
где
ПТЕХ - затраты на техническое обслуживание рабочего места в
процентах от основного времени;
Т
- период стойкости при работе одним инструментом или расчетный период стойкости
лимитирующего инструмента при многоинструментальной обработке, мин.
Время
на организационное обслуживание Торг определяется в процентах от
оперативного времени.
Время
на отдых:
, мин
(1.36)
где
П - затраты времени на отдых в процентном отношении к оперативному.
1.13.1 Рассчитаем норму штучного времени для токарной операции 010.
Расчет ведем по методике, изложенной в [8].
Производство массовое, масса детали 4,83 кг.
Операционное время Т0 = 0,293 мин
Время на установку и снятие детали открепление и закрепление ([8], табл.
5.3):
Тус+Тзо=0,10 мин
Время на приёмы управления ([8], табл. 5.8):
Туп=0,01 мин
Время на измерение штангенциркулем, скобами, шаблоном ([8], табл.
5.12-5.16)
Тиз=0,23 мин
Вспомогательное время по формуле (1.30)
Тв=0,10+0,01+0,23=0,34 мин
Оперативное время по формуле (1.32)
Топ=0,293+0,34=0,633 мин
Время на смену инструмента tсм=2,5 мин ([8], табл. 5.17), тогда
время на техническое обслуживание по формуле (1.33):
мин
Затраты
времени на организационное обслуживание рабочего места в процентном отношении к
оперативному равно 1,7% ([8], табл. 5.21), тогда
мин
Время
на обслуживание рабочего места по формуле (1.31):
Тобс=0,012+0,011=0,023
мин;
Определяем
затраты времени на отдых Пот=7% ([8], табл. 5.22).
Время
на отдых по формуле (1.36)
мин
Таким
образом, норма штучного времени по формуле (1.29)
Тшт=0,293+0,34+0,023+0,044=0,7
мин
.13.2
Рассчитаем норму штучного времени для шлифовальной операции 050
Производство
массовое, масса детали 4,83 кг.
Операционное
время Т0 =1,17 мин
Время
на установку и снятие детали открепление и закрепление ([8], табл. 5.3):
Тус+Тзо=0,1
мин
Время
на приёмы управления ([8], табл. 5.8):
Туп=0,03
мин
Время
на измерение скобами, штангенциркулем ([8], табл. 5.13):
Тиз=0,23
мин
Вспомогательное
время по формуле (1.30):
Тв=0,1+0,03+0,23=0,36
мин
Оперативное
время по формуле (1.32)
Топ=1,17+0,36=1,53
мин
Время
на смену инструмента tсм=2 мин
([8], табл. 5.19), тогда время на техническое обслуживание по формуле (1.34):
мин
Затраты
времени на организационное обслуживание в процентном отношении к оперативному
равно 1,7% ([8], табл. 5.21)
мин
Время
на обслуживание рабочего места по формуле (1.31)
Тобс=0,026+0,039=0,065
мин
Определяем
затраты времени на отдых Пот=9% ([8], табл. 5.22). Время на отдых по
формуле (1.36)
мин
Таким
образом, норма штучного времени при шлифовании будет равна следующей величине
по формуле (1.29)
Тшт=1,17+0,36+0,065+0,138=1,733
мин
Остальные
нормы времени определяем таким же образом и сводим в таблицу 1.10
Таблица 1.10 - Сводная таблица технических норм времени по операциям,
мин.
№ оп.
|
Наименование операции.
|
То
|
Твсп
|
Топ
|
Тобсл
|
Тотд
|
Тшт
|
|
|
|
Тус+Тзо
|
Туп
|
Тизм
|
|
Ттех
|
Торг
|
|
|
005
|
Фрезерно-центровальная
|
0,857
|
0,12
|
0,01
|
0,3
|
1,287
|
0,048
|
0,018
|
0,077
|
1,43
|
010
|
Токарная-автоматная
|
0,293
|
0,1
|
0,01
|
0,23
|
0,633
|
0,012
|
0,011
|
0,044
|
0,7
|
015
|
Токарно-копировальная
|
4,44
|
0,1
|
0,01
|
0,33
|
4,88
|
0,185
|
0,082
|
0,244
|
5,391
|
020
|
Накатная
|
0,34
|
0,1
|
0,02
|
0,07
|
0,53
|
0,005
|
0,009
|
0,031
|
0,575
|
025
|
Выдавливание
|
0,483
|
0,083
|
0,01
|
0,53
|
1,106
|
0,007
|
0,019
|
0,066
|
1,198
|
045
|
Правка
|
0,157
|
0,1
|
0,02
|
0,055
|
0,332
|
0,001
|
0,006
|
0,023
|
0,362
|
050
|
Кругло-шлифовальная
|
1,17
|
0,1
|
0,03
|
0,23
|
1,53
|
0,039
|
0,026
|
0,138
|
1,733
|
055
|
Кругло-шлифовальная
|
1,19
|
0,1
|
0,03
|
0,24
|
1,56
|
0,04
|
0,026
|
0,094
|
1,723
|
060
|
Торцекругло-шлифовальная
|
1,18
|
0,1
|
0,03
|
0,3
|
1,61
|
0,039
|
0,027
|
0,097
|
1,773
|
065
|
Резьбонакатн.
|
0,71
|
0,075
|
0,02
|
0,32
|
1,125
|
0,008
|
0,019
|
0,068
|
1,22
|
.14 УТОЧНЁННЫЙ РАСЧЁТ ТИПА ПРОИЗВОДСТВА
Уточненный расчет типа производства основывается на определении
коэффициента закрепления операций Кзо.
(1.37)
где
О - количество всех различных технологических операций,
выполненных
в течении месяца;
Р
- число рабочих мест, необходимых для выполнения месячной
программы.
Число
рабочих мест для выполнения определенной i-ой операции
определяем по формуле.
(1.38)
где
Nм -
месячный объем выпуска детали:
Nм =Nгод /12=100000/12=8334
шт;
Тшт
- штучное время на выполнение определенной операции, мин;
Fм - месячный фонд времени работы оборудования (388
час);
Кв
- коэффициент выполнения норм времени, Кв=1,1…1,3.
Рассчитанное
число рабочих мест округляем до ближайшего большего целого числа Рi.
;
Принимаем Р005 =1,0;
;
Принимаем Р010 =1,0;
;
Принимаем Р015 =2,0;
;
Принимаем Р020 =1,0;
;
Принимаем Р025 =1,0;
;
Принимаем Р045 =1,0;
;
Принимаем Р050 =1,0;
;
Принимаем Р055 =1,0;
;
Принимаем Р060 =1,0;
;
Принимаем Р065 =1,0.
Коэффициент
загрузки данных рабочих мест выполняемой операцией рассчитываем по формуле:
(1.39)
; ; ;
; ; .
; ;
; ;
Количество
операций, выполняемых на этом рабочем месте, при его нормативной загрузке
определяем по формуле:
(1.40)
где
hн=0,65…0,75
- нормативный коэффициент загрузки для массового производства.
; ; ;
; ; .
; ;
; ;
Общее
количество операций, выполняемых на всех рабочих местах проектируемого
техпроцесса и общее количество рабочих мест, определяется как сумма всех
операций и сумма всех рабочих мест соответственно.
По
формуле (1.37) определяем коэффициент закрепления операций:
По полученному значению принимаем массовый тип производства. Оборудование
применяемое для производства нашей детали полостью соответствует данному типу
производства.
Определим такт выпуска продукции t:
,
мин(1.41)
где
F - действительный годовой фонд времени работы
оборудования при двухсменной работе, F=4015 час;
Nгод - годовая программа выпуска, Nгод=100000 шт.
1.15 РАСЧЁТ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ РАЗМЕРНОЙ ЦЕПИ
Размерной цепью называют совокупность размеров, образующих замкнутый
контур и непосредственно участвующих в решении поставленной задачи. Размеры,
образующие размерную цепь, называют звеньями размерной цепи.
Расчёт размерных цепей и их анализ - обязательный этап конструирования
машин, способствующий повышению качества, обеспечению взаимозаменяемости и
снижению трудоёмкости их изготовления. Сущность расчёта размерной цепи заключается
в установлении допусков и предельных отклонений всех её звеньев, исходя из
требований конструкции и технологии.
Рассчитаем размерную цепь, образующуюся при точении поверхностей
заготовки на токарно-копировальной операции.
Рисунок
1.13 - Схема размерной цепи.
где А1 , А2 , А3 - составляющие звенья
размерной цепи;
А∆ - замыкающее звено.
Параметры составляющих звеньев, передаточные отношения:
ε1=+1; ε2=-1; ε3=-1;
Расчёт допусков звеньев:
Расчёт
координат середины полей допусков:
(1.42)
Расчёт
номинального размера замыкающего звена:
(1.43)
Расчёт
допуска замыкающего звена:
(1.44)
Расчёт
предельных отклонений замыкающего звена:
(1.45)
(1.46)
Расчёт
координаты середины поля допуска замыкающего звена:
(1.47)
Проверка
по формуле (1.42):
1.16 ОПРЕДЕЛЕНИЕ НЕОБХОДИМОГО КОЛИЧЕСТВА ОБОРУДОВАНИЯ И КОЭФФИЦИЕНТОВ ЕГО
ЗАГРУЗКИ
Для поточного производства количество станков S определяется по формуле:
(1.48)
где
Si - количество единиц оборудования для выполнения одной
операции в поточной линии;
Тшт
- штучное время обработки изделия, мин;
Ni -
количество изделий, подлежащих обработке в год;
F -
действительный годовой фонд времени работы оборудования, F=4015
час.
Коэффициент
загрузки оборудования:
(1.49)
где
Sпр -
принятое количество станков.
Операция
005
; Sпр=1,0; ;
Операция
010
; Sпр=1,0; ;
Операция
015
; Sпр=3,0; ;
Операция
020
; Sпр=1,0; ;
Операция
025
; Sпр=1,0; ;
Операция
045
; Sпр=1,0; ;
Операция
050
; Sпр=1,0; ;
Операция
055
; Sпр=1,0; ;
Операция
060
; Sпр=1,0; ;
Операция
065
; Sпр=1,0; ;
На
основании рассчитанных коэффициентов строим график загрузки оборудования.
Рисунок
1.14 - График загрузки оборудования.
Станки 1Н713, специальный накатной, ДО436, ПД-30, А9518 не загружены
полностью, поэтому для повышения эффективности их работы нужно обрабатывать на
них ещё одну или несколько деталей.
2. РАСЧЕТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ СРЕДСТВ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОСНАЩЕНИЯ
2.1 РАСЧЕТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРИСПОСОБЛЕНИЯ ДЛЯ ТОКАРНОЙ
ОБРАБОТКИ
.1.1 Служебное назначение и описание приспособления
Рисунок 2.1 - Самозажимной поводковый патрон
Самозажимной поводковый патрон изготовлен с тремя эксцентриковыми
кулачками с насечкой, которые в начале обработки под действием сил резания
зажимают обрабатываемую деталь установленную в центра станка и передают ей
крутящий момент от шпинделя станка. При увеличении крутящего момента резания
автоматически увеличивается и крутящий момент от шпинделя, передаваемый
кулачками патрона на деталь.
В конусной части корпуса патрона устанавливается плавающий центр. В
корпусе патрона на осях установлены три груза, которые соединяются с кулачками
при помощи пальцев.
Зажим обрабатываемой детали установленной в центрах производится
автоматически поворачивающимися на осях кулачками под действием центробежных
сил от грузов и сил резания. При остановке станка шпиндель с патроном перестает
вращаться, пружины разводят грузы и кулачки и обрабатываемая деталь
разжимается.
2.1.2 Расчет сил зажима заготовки
Расчет сил зажима сводится к решению задачи статики на равновесие
твердого тела под действием внешних сил. Величина сил зажима определяется из
условия равновесия всех сил, при полном сохранении контакта технологических баз
обрабатываемой заготовки с установочными элементами приспособления и
невозможности ее сдвига или поворота в процессе обработки.
Рассчитаем
усилие необходимое для зажима заготовки одним кулачком.
Исходные
данные для расчёта:
диаметр
обрабатываемой поверхности D=50,7 мм;
диаметр
зажимной поверхности Dз=50,6 мм;
глубина резания t=0,65
мм;
частота
вращения n=800 мин;
скорость
резания v=72,6 м/мин;
сила
резания
Рисунок
2.2 - Схема для расчёта усилия необходимого для зажима заготовки.
Требуемую силу зажима на каждом кулачке определим по формуле:
, Н(2.1)
где
k - коэффициент запаса;
М
- крутящий момент от усилия резания;
f - коэффициент
трения на рабочих поверхностях кулачка;
f = 0,45 ([12],
стр. 211);
D - диаметр
зажимаемой поверхности.
Крутящий
момент:
,
Н·м(2.2)
Подставив
в (2.1) формулу (2.2) получим:
(2.3)
Коэффициент
запаса
(2.4)
где
Ко = 1,5 - гарантированный коэффициент запаса;
К1
= 1,2 - коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки ([12]
стр.199);
К2
= 1,2 - коэффициент, учитывающий увеличение силы резания в следствии затупления
инструмента; ([12], стр.206 табл.95)
Кз
= 1,0 - коэффициент, учитывающий увеличение силы резания при прерывистом
резании; - ([12], стр.199)
К4
= 1,0 - коэффициент непостоянства зажимного усилия;
([12],
стр.199)
К5
= 1,0 - степень удобства расположения рукояток ([12], стр.206);
К6
= 1,5 - коэффициент, учитывающий влияние крутящих моментов; ([12] стр.207)
По
ГОСТ 12.2.029-77 минимальный запас надежности закрепления равен 2,5, а
рассчитанный коэффициент превышает это значение.
По
формуле (2.3) усилие необходимое для зажима заготовки:
Рассчитаем силу зажима детали одним кулачком поводкового патрона при
данной частоте вращения детали
(2.5)
где
G - Вес противовеса, G = 20 Н;
R - расстояние
от центра тяжести груза до оси вращения патрона,
R = 0,07 м.
.1.3
Расчет приспособления на точность
Цель
расчета приспособления на точность заключается в определении требуемой точности
изготовления приспособления по выбранному точностному параметру и задании
допусков размеров деталей и элементов приспособления.
Рассчитаем
погрешность приспособления при установке цапфы в него:
(2.6)
где
eпр -
погрешность приспособления, мкм;
Т
- допуск радиального биения, Т = 150 мкм;
Кт
- коэффициент, учитывающий отклонения рассеивания значений составляющих величин
от закона нормального распределения, Кт = 1,1;
kт1 - коэффициент, учитывающий уменьшение предельного
значения погрешности базирования при работе на настроенных станках, kт1 = 0,85;
kт2 - коэффициент, учитывающий долю погрешности обработки
в суммарной погрешности, вызываемой факторами, независящими от приспособления, kт2 = 0,7;
eб - погрешность базирования, мкм;
eз - погрешность закрепления, мкм;
eу - погрешность установки приспособления на станке,
мкм;
eи - погрешность положения рабочих поверхностей рабочих
элементов в результате их изнашивания в процессе эксплуатации приспособления,
мкм;
eпи - погрешность от перекоса инструмента из-за
неточности изготовления направляющих элементов приспособления, мкм;
v - экономическая
точность обработки (v = 0,09 мкм).
eб = 0, так как технологическая и измерительная базы
совпадают.
Погрешность
закрепления, с учетом того, что установка осуществляется по обработанной
поверхности, будет составлять:
eз = 0, т. к. так как установка осуществляется в
центрах.
eу = 0, т. к. установка производится по развитой
поверхности и неопределённости не возникает.
Погрешность
от износа установочных элементов определяем по формуле:
(2.7)
где
n - количество смен опор в течение года, принимаем n=2;
u - величина
износа.
Так
как установка происходит на опору с большой площадью контакта:
(2.8)
где
b - постоянная, зависящая от вида установочного
элемента и условия контакта (b1 = 0,002 мкм);
N - количество
контактов заготовки с опорой (установок в приспособление, снятий с него), в
год. В нашем случае равна годовой программе выпуска: Nг=100000 шт.
=0 , т.к.
в приспособлении отсутствуют направляющие элементы.
Подставим
значения в (2.6), получим:
Принимаем
На
основании расчета можно сделать вывод, что суммарная погрешность приспособления
не должна превышать 0,139 мм.
2.1.4 Расчет приспособления на прочность
Рассчитаем на прочность самое опасное звено приспособления. Рассматривая
данное приспособление можно прийти к выводу, что наиболее нагруженным звеном
является ось, соединяющая противовес с кулачком.
Ось работает на срез. Она изготовлена из стали 20.
Расчет на прочность проводим по следующей формуле :
(2.9)
где: Q - расчетная
осевая сила, Q = 8960 Н ;- диаметр оси, мм;
n - число осей в соединении;
i - число плоскостей среза;
- допускаемое нагружение среза;
Для стали 20
Выражая d из
формулы (2.9) находим необходимый размер опасного сечения:
Поскольку используемый размер
d=26 мм больше рассчитанного минимально допустимого, то оставляем его тем же.
.2 ОПИСАНИЕ И РАСЧЕТ
КОНТРОЛЬНОГО ПРИСПОСОБЛЕНИЯ ДЛЯ ПРОВЕРКИ РАДИАЛЬНОГО БИЕНИЯ
.2.1 Служебное назначение и описание приспособления
Рисунок 2.3 - Приспособление для контроля торцевого и радиального биения.
Прибор предназначен для проверки биения цилиндрических деталей (валов,
шкивов, шестерен и т.д.), установленных в центрах. Контролируемые параметры:
радиальное и торцевое биение (то есть, проверка может проводиться как по
цилиндрическим поверхностям, так и по торцевым).
Краткое описание:
Прибор состоит из следующих основных узлов: станины, левой бабки, правой
бабки, цанговой оправки, каретки со стойкой индикатора (индикатор ИЧ-10 кл.1
ГОСТ 577-68). Бабки и каретка могут передвигаться по направляющим станины и
закрепляются на ней ручными зажимами в любом месте на станине.
Ход пиноли не менее 8 мм. В бабке есть стопорное устройство, надежно
закрепляющее пиноль с центром.
На каретке устанавливается штатив, позволяющий устанавливать индикатор в
любое положение.
Работа на приборе:
Проверяемую деталь устанавливаем в центрах прибора. Бабки закрепляются на
станине при помощи зажимных винтов ручными зажимами.
Каретку со стойкой индикатора устанавливают против проверяемого участка и
производят замеры.
Положение индикатора и его закрепление в державке осуществляется при
помощи специальных зажимов. Для точной настройки индикатора предусмотрен
механизм микроподачи.
После установки детали в приспособление, к контролируемой поверхности
подводят щуп индикатора, стрелку индикатора устанавливают на «0», затем деталь
проворачивают в центрах, снимая показания индикатора.
.2.2 Расчет приспособления на точность
Приспособление
предназначено для контроля радиального биения поверхности ñ.
Для
того, чтобы контрольное приспособление обеспечивало правильность контроля,
требуется, чтобы его погрешность составляла 1/3…1/4 допуска на контролируемый параметр.
Таким образом, расчет приспособления на точность проведем следующим
образом:
(2.10)
где
[Dизм] -
допустимая погрешность измерения, мм;
Т
- допуск контролируемого размера, мм.
Для
наружного диаметра ñ: Т=0,062 мм
Погрешность
измерения приспособления Dизм
рассчитывается по формуле:
(2.11)
где
- суммарное значение погрешностей в процессе
измерения;
(2.12)
где
- погрешность базирования;
-
погрешность закрепления;
-
погрешность, возникающая в результате износа установочных элементов;
-
погрешность средств измерения (индикатора), принимают равной цене деления
прибора.
; , так как измеряемая деталь устанавливается в центрах.
, так как
износ центров не влияет на измеряемый параметр, а также, при установке
индикатора в положение измерения, стрелку индикатора устанавливают на «0»;
=0,001
мм, так как в качестве средства измерения используется индикатор часового типа
(ИЧ), у которого цена деления равна 0,001 мм.
Таким
образом:
Т.к. [Dизм] = 0,062 мм > Dизм = 0,001мм, то можно сказать, что
данное приспособление обеспечит необходимую точность измерения.
.3 РАСЧЕТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРИСПОСОБЛЕНИЯ ДЛЯ ВЫДАВЛИВАНИЯ ШЛИЦ
.3.1 Служебное назначение и описание приспособления
Рисунок 2.4 - Приспособление для выдавливания шлиц.
Приспособление состоит из плиты, на которой установлен корпус, ниже плиты
располагается узел пневмопривода. Базирование заготовки осуществляется в
центрах расположенных в корпусе и узле пневмопривода. Приспособление позволяет
обработать все шлицы за одну установку.
Зажим заготовки осуществляется при помощи механизированного
пневмопривода, который представляет собой пневмоцилиндр, установленный внизу
приспособления. Через штуцер воздух подается в полость пневмоцилиндра, поршень
под действием давления перемещается вместе со штоком на котором находится
центр, в результате чего происходит зажим заготовки.
Применение данного приспособления уменьшает вспомогательное время,
облегчает труд рабочего благодаря механизации и обеспечивает равномерность силы
зажима заготовки.
2.3.2 Расчет сил зажима заготовки
Расчет сил зажима сводится к решению задачи статики на равновесие
твердого тела под действием внешних сил. Величина сил зажима определяется из
условия равновесия всех сил, при полном сохранении контакта технологических баз
обрабатываемой заготовки с установочными элементами приспособления и
невозможности ее сдвига или поворота в процессе обработки.
Рассчитаем усилие на штоке пневмоцилиндра Q, необходимое для зажима заготовки и диаметр поршня
пневмоцилиндра Dц.
Исходные данные для расчета
Наружный диаметр вала (диаметр выступов) Da = 38,8
- Внутренний диаметр вала (диаметр впадин) Df = 32
Число зубьев Z = 8
Длина выдавливаемой поверхности L = 31,5
Диаметр вписанной окружности Dв = 108
Угол наклона рабочей части пуансона w = 5°
Рисунок 2.5 - Схема для расчета усилия необходимого для зажима заготовки.
Определим максимальную площадь контакта.
(2.12)
Находим
среднее удельное усилие.
(2.13)
где
Кср - среднее значение сопротивления деформации материала заготовки;
(2.14)
где
С - постоянная величина, характеризующая свойства материала детали; С = 1010
([18], табл. 8.1);
φv -
характеристика степени деформации.
n - показатель
степени n = 0,15 ([18], табл. 8.1).
(2.15)
По
формулам (2.13) и (2.14) находим:
Найдем
радиальное усилие Рr необходимое для холодного
выдавливания шлиц.
(2.16)
Определим
осевое усилие Рос возникающую при выдавливании.
(2.17)
При
составлении уравнения равновесия радиальное усилие Рr
не учитываем так как при одновременном выдавливании всех шлиц силы компенсируют
друг друга.
Условие
равновесия системы выглядит следующим образом:
(2.18)
где К - Коэффициент запаса
Составляющие коэффициента запаса: Ко = 1,5; К1 =
1,0 ([12] стр.199); К2 = 1,0 ([12], стр.206 табл.95); Кз
= 1,0 ([12], стр.199); К4 = 1,3 ([12], стр.199); К5 = 1,0
([12], стр.206); К6 = = 1,0 ([12] стр.207).
Коэффициент запаса находим по формуле (2.4):
По
ГОСТ 12.2.029-77 минимальный запас надежности закрепления равен 2,5, поэтому
принимаем К = 2,5
Тогда по формуле (2.18) усилие на штоке пневмоцилиндра:
Диаметр поршня пневмоцилиндра:
(2.19)
где р = 0,6 МПа - давление сжатого воздуха;
=0,95 -
механический КПД пневмоцилиндра.
Принимаем
ближайший больший стандартный диаметр поршня пневмоцилиндра Dц=100 мм.
2.3.3 Расчет приспособления на точность
Цель расчета приспособления на точность заключается в определении
требуемой точности изготовления приспособления по выбранному точностному
параметру и задании допусков размеров деталей и элементов приспособления.
Рассчитаем максимально допустимое отклонение от соосности переднего и
заднего центров приспособления. Расчет будем вести исходя из допуска получаемой
глубины шлицев Т = 250 мкм
Рисунок 2.6 - Схема для расчета максимально допустимого отклонения от
соосности центров.
Максимально допустимое отклонение от соосности центров будет иметь место
при наибольшем 412,985 мм и наименьшем 42 мм линейных размерах заготовки.
Исходя из подобия треугольников, получаем:
Принимаем,
что отклонение от соосности переднего и заднего центров ε не должно быть более 0,5 мм.
2.3.4 Расчет приспособления на прочность
Рассчитаем на прочность самое опасное звено приспособления. Рассматривая
данное приспособление можно прийти к выводу, что наиболее нагруженным звеном
является шток, при помощи которого происходит передача усилия зажима от
пневмоцилиндра на заготовку.
Шток работает на сжатие. Он изготовлен из стали 20.
Расчет на прочность проводим по следующей формуле:
(2.20)
где Q - расчетная
осевая сила, Q = 2955 Н;- диаметр тяги, мм;
- допускаемое напряжение;
Для стали 20
Выражая d из
формулы (2.20) находим необходимый размер опасного сечения:
Поскольку используемый
диаметр 35 мм больше рассчитанного минимально допустимого, то условие
выполняется.
2.4 РАСЧЕТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПОДВЕСНОГО ЦЕПНОГО КОНВЕЙЕРА
Подвесной цепной конвейер предназначен для межоперационной
транспортировки деталей «Цапфа поворотная» на линии механической обработки
детали.
Конвейер состоит из ходовой части - разборной цепи с рабочими каретками,
движущимися на роликах по направляющим, которые образуют замкнутый путь. На
рабочие каретки навешиваются подвески для установки на них деталей. Конвейер
приводится в движение приводом (асинхронный электродвигатель, редуктор),
работающим с постоянной скоростью. Поворот трассы осуществляется с помощью
поворотного устройства. В его качестве используются две звездочки. Звездочки
закрепляются под направляющими на планках болтами. Привод с тяговой звездочкой
устанавливается над направляющими на специальном кронштейне, подвижном
относительно направляющих. Натяжение цепи осуществляется перемещением
кронштейна с приводом и звездочкой по направляющим.
Для исправной работы конвейера необходима правильная его эксплуатация и
систематический уход. В процессе эксплуатации конвейера необходимо регулярно
смазывать трущиеся части.
Проведем расчет конвейера. Исходя из расположения оборудования и удобства
транспортирования принимаем шаг подвесок аn = 1 м.
Принимаем скорость конвейера:
V = 2
м/мин
Погонные нагрузки:
на холостой ветви:
(2.21)
где Gn , Gk - собственный вес подвески и каретки
соответственно,
Gn = 16 дан,
Gk = 5 дан;
an , ak -
шаг подвесок и кареток, an = ak = 1
м;
qц - вес одного погонного метра
тягового элемента, qц = 5,7 дан/м;
на
груженой ветви:
(2.22)
где G - вес полезного груза на подвеске, G = 172 дан.
Предварительное
определение наибольшего натяжения цепи:
(2.23)
где
So -
наименьшее натяжение цепи, So =
70 дан;
Km -
суммарный коэффициент местных сопротивлений, Km =
1,08;
ω - коэффициент сопротивления на прямолинейном участке, (ω = 0,02);
qгр - погонная нагрузка на груженой ветви, дан/м;
Lг - горизонтальная проекция длины загруженной ветви, Lг = 60 м;
Б
- коэффициент, зависящий от количества поворотов и
перегибов
и их расположения на трассе, Б = 0,5.
Выбираем
в качестве ходовой части конвейера тяговую разборную цепь типа Р2-50,8-25 ГОСТ
589-64 с шагом 44,45 мм, с цилиндрическими валиками диаметром Ø12 мм. Для прохождения грузов на поворотах выбираем
звездочку с делительным диаметром Ø831,7 мм.
Произведем
уточненный тяговый расчет.
Рисунок
2.7 - Расчетная схема определения натяжения цепи конвейера.
Принимаем
So =
70 дан. Тогда натяжение цепи в точках 1, 2, 3.
S1 = So+ ω·qг·Lг = 70+ 0,02·188,7·30 = 183,22 дан;
S2 = S1·ξ = 183,22·1,04 = 190,5 дан;3 = S2+ ω·qг·Lг = 190,5+ 0,02·188,7·30 = 303,72 дан.
Наибольшее натяжение получилось в точке 3: S3 = 303,72 дан. Оно на 29% отличается от приближенно
подсчитанного Smax = 424 дан.
Тяговое усилие на приводной звездочке:
(2.24)
где Sнб, Sсб - сила набегания и сбегания цепи, дан.
(2.25)
где
- коэффициент полезного действия электродвигателя, = 0,8.
Принимаем
электродвигатель типа 4А112МА8 мощностью N = 8 кВт с
числом оборотов n =700 мин-1.
Величина
натяжного усилия:
(2.26)
Вес натяжного груза определяем по уравнению:
(2.27)
цапфа токарный заготовка резание
3. ТЕХНИКО-ОРГАНИЗАЦИОННАЯ ЧАСТЬ
.1 СНАБЖЕНИЕ УЧАСТКА РЕЖУЩИМИ, ИЗМЕРИТЕЛЬНЫМИ, ВСПОМОГАТЕЛЬНЫМИ
ИНСТРУМЕНТАМИ
В условиях массового и крупносерийного производства структура цеха
практически всегда определяется составом сборочных единиц и деталей изделия. В
проектируемом технологическом процессе деталь обрабатывается на
фрезерно-центровальном, токарных, шлифовальных и резьбонакатном станках.
Система инструментообеспечения предназначена для обслуживания всего
технологического оборудования цеха заранее подготовленными инструментами, а
также контроля за его правильной эксплуатацией.
Исходя из назначения системы инструментообеспечения, можно сформулировать
функции, которые она должна выполнять:
организация транспортирования инструментов внутри системы
инструментообеспечения;
хранение инструментов и их составных элементов на складе;
настройка инструментов;
восстановление инструментов;
замена твердосплавных пластинок;
очистка инструментов;
сборка и демонтаж инструментов;
контроль перемещений и положения инструментов;
контроль состояния режущих кромок инструментов.
Все стандартные инструменты обычно изготовляют специализированные
инструментальные заводы, что резко снижает их стоимость и повышает качество.
Специальные инструменты и приспособления изготовляют в инструментальном цехе на
самом заводе.
Система инструментообеспечения цеха является составным элементом в
инструментальном хозяйстве завода. В инструментальное хозяйство завода помимо
нее входят: инструментальный цех; общезаводской центральный инструментальный
склад (ЦИС) и центральный абразивный склад (ЦАС); общезаводские планирующие
органы по обеспечению нормальной производственной деятельности завода всеми
видами оснастки. Общее руководство всем инструментальным хозяйством завода
осуществляет инструментальный отдел.
Системой обслуживания оборудования инструментом занимается ИРК. ИРК
предназначена для своевременного обеспечения участков цеха настроенным
инструментом. Сюда входит секция хранения и комплектации инструмента, секция
доставки инструмента к рабочим местам. В секции хранения и комплектации
инструмента производятся следующие работы: получение инструмента и технической
документации из центрального инструментального склада и раскладка их по
стеллажам, а также поддержание оборотного фонда и подачи инструмента, карт
наладки в секцию сборки и настройки инструмента. Получив из зоны сборки и
настройки инструмент, комплектующий отправляет его в зону доставки к рабочим
местам. Доставка может осуществляться поштучно, блоками и комплектами, целыми
инструментальными магазинами. Доставляется и возвращается инструмент к
оборудованию:
транспортными рабочими;
внутрицеховым транспортом;
транспортной системой участка;
.2 ОРГАНИЗАЦИЯ ЗАТОЧКИ И СМЕНЫ ИНСТРУМЕНТА
При проектировании системы инструментообеспечения следует учитывать
существующие способы организации замены инструментов.
Существуют три способа замены режущего инструмента:
. Замена инструмента по отказам, то есть каждый отказавший инструмент
заменяют по мере выхода его из строя через случайный период времени безотказной
работы;
. Смешанная замена заключается в том, что каждый инструмент заменяется
принудительно через определенный промежуток времени Т, инструмент, вышедший из
строя раньше этого периода, заменяют по отказу. При смешанной замене часть
инструментов будет заменена до использования ими полного ресурса
работоспособности;
. Смешанно-групповая замена, то есть инструменты, имеющие одинаковую среднюю
стойкость и закон ее распределения, заменяют одновременно по мере достижения
ими определенного периода времени Т, независимо от времени работы каждого
инструмента.
На проектируемом участке будем использовать смешанно-групповую замену
режущего инструмента.
Система инструментообеспечения цеха обычно состоит из участка
инструментальной подготовки, включающей в себя секцию обслуживания инструментом
оборудования (инструментально-раздаточную кладовую - ИРК) и секцию сборки и
настройки инструмента, контрольно-проверочный пункт (КПП), отделение ремонта
оснастки и централизованного восстановления инструмента. Секцию сборки и
настройки режущего инструмента оснащают приборами для настройки, стеллажами для
хранения инструмента, технической документации, контрольными плитами,
верстаками, тележками и дисплеями. Настроенные инструментальные комплекты и
измерительный инструмент размещают в унифицированной таре, в которой
предусмотрены ложементы, позиции которых соответствуют позициям револьверных
головок и резцедержателей оборудования.
При смешанном и смешанно-групповом способах замены режущих инструментов в
производстве применяют принудительную замену инструментов. Если в цехе
количество станков менее 150, то восстановление режущего инструмента производят
в инструментальном цехе. При большем количестве станков организуются отделения
по восстановлению режущих инструментов, которые по возможности располагают
рядом с участком инструментальной подготовки.
В составе механических цехов предусматривают кладовые специальных приспособлений,
участок сборки и хранения приспособлений и переналаживаемой оснастки, кладовые
вспомогательных (обтирочных и хозяйственных) материалов.
3.3 ОРГАНИЗАЦИЯ СБОРКИ И УДАЛЕНИЯ СТРУЖКИ
Техническое решение по организации сбора и транспортирования стружки
зависит от годового количества стружки, образованного на 1 м2 цеха.
При выборе способов удаления и переработки стружки определяют ее количество:
Мстр=(Qз-Qд)·Nгод , кг (3.1)
Мстр= 5,9-4,83)·100000 = 107000 кг
где Qз - масса заготовки, кг;
Qд - масса детали, кг.
Определим количество стружки приходящееся на 1 м2 площади
участка:
, т/м2(3.2)
т/м2
где
Sуч=357 м2
- площадь проектируемого участка механической обработки маховика.
Так как у нас количество стружки до 0,3 т в год, приходящейся на 1 м2
площади цеха, то удаление стружки производится сбором в контейнеры. Всю стружку
с остатками масел и СОЖ подвергают обезжириванию. Для этого на центрифугах
отделяют СОЖ, а затем промывают стружку горячей водой или щелочными растворами
в специальных моечных машинах или подвергают обжигу, где органические примеси
испаряются и выгорают. Затем стружку брикетируют на специальных брикет-прессах.
.4 ОРГАНИЗАЦИЯ РЕМОНТА ОБОРУДОВАНИЯ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ОСНАСТКИ
Система ремонтного и технического обслуживания механосборочного
производства предусматривается для обеспечения работоспособности
технологического и подъемно-транспортного оборудования и других технических
средств производства, удаления и переработки стружки, обеспечения рабочих мест
охлаждающими жидкостями, электроэнергией, сжатым воздухом и создания
необходимого микроклимата и чистоты воздуха в цехе. Для этой цели в составе
цеха или корпуса создаем ремонтную базу, отделение по ремонту электрооборудования
и электронных систем, подсистему удаления и переработки стружки, приготовления
и раздачи охлаждающих жидкостей.
Основными задачами ремонтной службы являются: уход и надзор за
действующим оборудованием, планово-предупредительный ремонт технических средств
всех видов, а также модернизация существующего и изготовление нестандартного
оборудования. Указанные работы выполняет ремонтно-механический цех завода, а
также корпусные (цеховые) ремонтные базы и отделения по ремонту
электрооборудования и электронных систем. Ремонтно-механический цех завода
изготовляет нестандартное оборудование и запасные части. Для проектируемого
цеха будем применять смешанную форму организации ремонтных работ, при которой
капитальный ремонт выполняет ремонтно-механический цех завода, а ремонт
остальных видов - цеховые базы.
Отделение по ремонту электрооборудования и электронных систем
предназначено для периодического осмотра и ремонта электродвигателей
вентиляционных систем цеха, устройств электроавтоматики и электронных систем.
Площадь отделения составляет 35-40% площади цеховой ремонтной базы.
3.5 ОРГАНИЗАЦИЯ СНАБЖЕНИЯ УЧАСТКА СОЖ, ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЕЙ И СЖАТЫМ ВОЗДУХОМ
В механических цехах применяют три способа снабжения станков СОЖ:
централизованно-циркуляционный, централизованно-групповой и децент-
рализованный. Централизованно-циркуляционный способ применяют для цехов с
большим числом станков, потребляющих одинаковые жидкости. При этом способе в
состав подсистемы входит центральная корпусная станция для приготовления,
регенерации и утилизации СОЖ, несколько циркуляционных установок и сеть
трубопроводов для подачи жидкости к станкам и отвода в циркуляционную установку
для фильтрации.
Централизованно-групповой способ характеризуется тем, что охлаждающие
жидкости подают по трубопроводам из центральной установки к разборным кранам,
установленным на участках. В процессе работы станка используется автономная
система охлаждения, которая ежесуточно пополняется из разборных кранов для
восполнения потерь жидкости вследствие ее разбрызгивания, уноса со стружкой и
обработанной деталью.
Для небольших цехов используют децентрализованную систему снабжения, при
которой жидкость из отделения СОЖ доставляется к станкам в таре, и также
удаляют отработанную жидкость. В процессе работы происходит постепенное
разложение и загрязнение охлаждающих жидкостей и масел. Периодичность общей
замены СОЖ зависит от состава жидкости, ее свойств, режима работы станков,
периодичности долива. Однако чем больше общий объем системы охлаждения, тем
больше срок службы жидкости, поэтому при централизованно-циркуляционном способе
обеспечивается наибольшая продолжительность работы без замены СОЖ.
Для проектируемого участка применим именно централизованно-циркуляционный
метод снабжения СОЖ, так как на участке работают станки использующие одинаковую
жидкость в большом количестве.
Предприятия обеспечиваются электроэнергией от линий электропередач
напряжением 110кВ. Для понижения напряжения используют следующий каскад:
открытая понижающая станция 110/35 кВ, затем открытые центральные
распределительные подстанции 35/10-6 кВ и цеховые закрытые трансформаторные
подстанции 6-10/0,4кВ. Подстанции приближают к основным потребителям
электроэнергии для уменьшения потерь в сети. В цехе подвод электроэнергии к
станках осуществляют при помощи шин, закрепляемых на колоннах.
При производстве корпуса широко используют сжатый воздух для приводов
пневматических зажимных устройств. Давление сжатого воздуха в сети составляет
0,5…0,6 МПа. Компрессорные станции размещены в изолированном помещении вследствие
высокого уровня создаваемого ими шума. Подвод воздуха к станкам осуществляется
по трубопроводам, закреплённым на колоннах, где проводятся электрические шины.
3.6 ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОЧИХ МЕСТ
Для работающих, участвующих в технологическом процессе обеспечены удобные
рабочие места, не стесняющие их действий во время выполнения работы. На рабочих
местах должна быть предусмотрена площадь, на которой размещаются стеллажи,
тара, столы и другие устройства для размещения оснастки, материалов, заготовок
полуфабрикатов, готовых изделий и отходов производства. Эргономические
требования при выполнении работ сидя и стоя по ГОСТ 12.2.032-78 и ГОСТ
12.2.033-78.
Расстановка в цехах и перестановка действующего технологического
оборудования отражена на технологической планировке. Планировки на
проектируемые и вновь строящиеся цехи, участки и отделения обработки резанием
должны быть согласованы с территориальными органами санитарного и пожарного
надзора.
Ширина цеховых проходов и проездов, расстояние между металлорежущими
станками и элементами зданий рассчитаны в зависимости от применяемого
оборудования, транспортных средств, обрабатываемых заготовок и материалов и
соответствует «Нормам технологического проектирования» (ширина магистрального
проезда - 5 м; расстояние между металлорежущими станками - 0,8 м; расстояние
между двумя соседними колоннами - 6 м).
Рабочие и служащие цехов и участков обработки резанием для защиты от
воздействия опасных и вредных производственных факторов обеспечены спецодеждой,
спецобувью и предохранительными приспособлениями в соответствии с типовыми
отраслевыми нормами, утвержденными в установленном порядке. Средства
индивидуальной защиты, применяемые при обработке резанием, соответствуют
требованиям ГОСТ 12.4.011-89 «Средства защиты работающих. Общие требования
безопасности».
Спецодежду работающих в цехах и на участках обработки резанием
периодически сдается в стирку и хранится отдельно от верхней одежды. Химчистка
и стирка спецодежды централизованная по мере загрязнения, но не реже двух раз в
месяц. Для защиты кожного покрова от воздействия СОЖ и пыли токсичных
материалов предусмотрены дерматологические средства по ГОСТ 12.4.068-79. Для
защиты от статического электричества предусмотрены заземляющие устройства,
устройства увлажняющие воздух, нейтрализаторы станочного электричества,
электростатические пропитки.
4. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ
Исходные данные берем из технологического раздела
проекта и материалов преддипломной практики, заносим их в таблицу 4.1.
Таблица 4.1 - Исходные данные для выполнения расчетов.
№ опер.
|
Наименование операции
|
Модель оборудования
|
Тшт, мин
|
Трудоемкость программы выпуска, час
|
БАЗОВЫЙ ВАРИАНТ
|
005
|
Фрезерно-центровальная
|
МР-71
|
1,43
|
2383
|
007
|
Токарно-копировальная
|
1722
|
0,877
|
1461
|
010
|
Токарная
|
1Н713
|
1,277
|
2128
|
015
|
Токарная
|
1Н713
|
1,197
|
1995
|
020
|
Токарная
|
1722
|
3,411
|
5685
|
025
|
Токарная
|
1Е713
|
2,921
|
4868
|
026
|
Накатная
|
1А730
|
0,654
|
1090
|
030
|
Выдавливание
|
ДО436
|
1,198
|
1996
|
045
|
Правка
|
ПД-30
|
0,362
|
603
|
050
|
Круглошлифовальная
|
3М152МВФ2-01
|
1,783
|
2971
|
055
|
Круглошлифовальная
|
3М152МВФ2-01
|
1,772
|
2953
|
060
|
Торцекруглошлифовальная
|
3Т153Е
|
1,81
|
3016
|
065
|
Резьбонарезная
|
5993
|
1,54
|
2566
|
073
|
Слесарная
|
Верстак слесарный
|
1,1
|
1833
|
075
|
Контрольная
|
Стол контрольный
|
1,05
|
1750
|
ИТОГО:
|
22,328
|
37298
|
ПРОЕКТИРУМЫЙ ВАРИАНТ
|
005
|
Фрезерно-центровальная
|
МР-71
|
1,43
|
2383
|
010
|
Токарная-автоматная
|
1Н713
|
0,7
|
1166
|
015
|
Токарно-копировальная
|
ЕМ473
|
5,391
|
8985
|
020
|
Накатная
|
Специальный
|
0,575
|
958
|
025
|
Выдавливание
|
ДО436
|
1,198
|
1996
|
045
|
Правка
|
ПД-30
|
0,362
|
603
|
050
|
Круглошлифовальная
|
3М152
|
1,733
|
2888
|
055
|
Круглошлифовальная
|
3М152
|
1,723
|
2871
|
060
|
Торцекруглошлифовальная
|
3Т161Е
|
1,773
|
2955
|
065
|
Резьбонакатная
|
А9518
|
1,22
|
2033
|
075
|
Слесарная
|
Верстак слесарный
|
1,1
|
1833
|
080
|
Контрольная
|
Стол контрольный
|
1,05
|
1750
|
ИТОГО:
|
18,255
|
30421
|
Годовая программа выпуска продукции, шт. - 100000;
Масса заготовки, кг: базовый - 6,41; проектируемей - 5,9.
Масса детали, кг - 4,83.
.1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОТРЕБНОСТЕЙ В МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКИХ И ТРУДОВЫХ РЕСУРСАХ
Количество основных материалов (Мс) на годовую программу
рассчитывается по нормам расхода материалов:
Мс = qн · Q, т(4.1)
где qн - нормы расхода материалов на одно
изделие, кг;
Q -
годовой объём выпуска продукции, шт.
Базовый вариант: Мс = 6,41 · 100000 = 641000 кг =641 т;
Проектируемый вариант: Мс = 5,9 · 100000 = 590000 кг =590 т;
Таблица 4.2 - Состав оборудования и оснастки.
№ п/п
|
Модель оборудования или дорогостоящей оснастки
|
Количество на программу выпуска
|
Габариты, мм
|
Коэф. загрузки
|
Мощность привода, кВт
|
Цена единицы оборуд., млн.руб.
|
|
|
расчетное
|
принятое
|
|
|
|
|
БАЗОВЫЙ ВАРИАНТ
|
1
|
МР-71
|
0,6
|
1
|
3140×1630
|
0,6
|
13
|
14,51
|
2
|
1722
|
0,36
|
1
|
1150×2130
|
0,36
|
22
|
18,61
|
3
|
1Н713
|
0,53
|
1
|
1250×2300
|
0,53
|
17
|
23,43
|
4
|
1Н713
|
0,5
|
1
|
1250×2300
|
0,5
|
17
|
23,43
|
5
|
1722
|
1,41
|
2
|
1150×2130
|
0,7
|
22
|
18,61
|
6
|
1Е713
|
1,21
|
2
|
4165×1815
|
0,6
|
22
|
24,81
|
7
|
1А730
|
0,27
|
1
|
1200×2110
|
0,27
|
13
|
14,15
|
8
|
ДО436
|
0,5
|
1
|
2150×1150
|
0,5
|
5,5
|
4,21
|
9
|
ПД-30
|
0,15
|
1
|
1960×1040
|
0,15
|
4,5
|
3,14
|
10
|
3М152МВФ2-01
|
0,74
|
1
|
4975×2337
|
0,74
|
11
|
23,03
|
11
|
3М152МВФ2-01
|
0,74
|
1
|
4975×2337
|
0,74
|
11
|
23,03
|
12
|
3Т153Е
|
0,75
|
1
|
3260×4460
|
0,75
|
7,5
|
22,81
|
13
|
5993
|
0,64
|
1
|
1100×1860
|
0,64
|
3
|
4,15
|
ИТОГО:
|
-
|
15
|
-
|
-
|
261,34
|
ПРОЕКТИРУЕМЫЙ ВАРИАНТ
|
1
|
МР-71
|
0,6
|
1
|
3140×1630
|
0,6
|
13
|
14,51
|
2
|
1Н713
|
0,29
|
1
|
1250×2300
|
0,29
|
17
|
23,43
|
3
|
ЕМ473
|
2,24
|
3
|
3980×1840
|
0,74
|
18,5
|
25,72
|
4
|
Специальный
|
0,24
|
1
|
2150×1200
|
0,24
|
8
|
3,01
|
5
|
ДО436
|
0,5
|
1
|
2150×1150
|
0,5
|
5,5
|
4,21
|
6
|
ПД-30
|
0,15
|
1
|
1960×1040
|
0,15
|
4,5
|
3,14
|
7
|
3М152
|
0,72
|
1
|
2500×2220
|
0,72
|
10
|
17,81
|
8
|
3М152
|
0,72
|
1
|
2500×2220
|
0,72
|
10
|
17,81
|
9
|
3Т161Е
|
0,74
|
1
|
3754×4177
|
0,74
|
17
|
25,44
|
10
|
А9518
|
0,51
|
1
|
2230×1455
|
0,51
|
4,75
|
3,65
|
ИТОГО:
|
-
|
12
|
-
|
-
|
-
|
190,17
|
Количество производственных рабочих (Чр)
по трудоемкости механической обработки (включая разметочные и слесарные
работы):
(4.2)
- по станкоёмкости (для расчета станочников по видам обработки):
(4.3)
где
Чр - расчетное количество производственных рабочих (расчетное
количество станочников);
Тгод
- трудоемкость работ на годовую программу работ, чел.-часы;
Тстi
- трудоемкость механической обработки на годовую программу, станко-часы;
Фэ.р
- эффективный годовой фонд времени рабочего, ч;
Фэ.р=1860
ч;
Кмн
- коэффициент многостаночного обслуживания - количество станков, обслуживаемых
одним рабочим.
Базовый
вариант фрезерно-центровальная операция (005) по формуле (4.3) получим:
Принимаем
двух рабочих.
Аналогично
рассчитываем количество рабочих на других операциях и сводим в таблицу 4.3.
Таблица
4.3 - Количество производственных рабочих.
№ опер
|
Модель оборудования
|
Количество производственных рабочих
|
|
|
|
Рассчитанное
|
Принятое
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
|
БАЗОВЫЙ ВАРИАНТ
|
|
005
|
Фрезерно-центровальная
|
1,28
|
2
|
|
007
|
Токарно-копировальная
|
0,79
|
1
|
|
010
|
Токарная
|
1,14
|
2
|
|
015
|
Токарная
|
1,07
|
2
|
|
020
|
Токарная
|
3,06
|
4
|
|
025
|
Токарная
|
2,62
|
3
|
|
|
026
|
Накатная
|
0,59
|
1
|
|
030
|
Выдавливание
|
1,07
|
2
|
|
045
|
Правка
|
0,32
|
1
|
|
050
|
Круглошлифовальная
|
1,6
|
2
|
|
055
|
Круглошлифовальная
|
1,59
|
2
|
|
060
|
Торцекруглошлифовальная
|
1,62
|
2
|
|
065
|
Резьбонарезная
|
1,38
|
2
|
|
073
|
Слесарная
|
0,99
|
1
|
|
075
|
Контрольная
|
0,94
|
1
|
|
ИТОГО:
|
32
|
|
ПРОЕКТИРУЕМЫЙ ВАРИАНТ
|
|
005
|
Фрезерно-центровальная
|
1,28
|
2
|
|
010
|
Токарная-автоматная
|
0,63
|
1
|
|
015
|
Токарно-копировальная
|
4,83
|
5
|
|
020
|
Накатная
|
0,52
|
1
|
|
025
|
Выдавливание
|
1,07
|
2
|
|
035
|
Слесарная
|
1
|
1
|
|
045
|
Правка
|
0,32
|
1
|
|
050
|
Круглошлифовальная
|
1,55
|
2
|
|
055
|
Круглошлифовальная
|
1,54
|
2
|
|
060
|
Торцекруглошлифовальная
|
1,59
|
2
|
|
065
|
Резьбонакатная
|
1,09
|
2
|
|
075
|
Слесарная
|
0,99
|
1
|
|
080
|
Контрольная
|
0,94
|
1
|
|
ИТОГО:
|
23
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Число производственных рабочих в первой смене принимается в процентах от
общего количества - 50%.
Вспомогательные рабочие:
В базовом и проектируемом вариантах принимаем следующую численность
вспомогательных рабочих: 1 наладчик на 1 ставку, 1 слесарь-ремонтник на 0,5
ставки, 1 электромонтер 0,5 ставки, 1 смазчик на 0,25 ставки.
Численность вспомогательных рабочих в первой смене принимается в
процентах от общего количества - 55%.
Инженерно-технические работники:
Принимаем численность ИТР: 1 мастер, 1 технолог на 0,5 ставки, 1
инженер-нормировщик на 0,5 ставки.
Младший обслуживающий персонал:
В базовом и проектируемом вариантах площадь участка находится в пределах
500-600 м2, поэтому принимаем 1 уборщицу.
4.2 РАСЧЁТ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ
Расчет капитальных вложений
В общем случае величина капитальных (К) вложений включает в себя
следующие составляющие:
К = Коб + Кзд + Косн + Кинв +
ОбС, млн.руб.(4.4)
Капиталовложения в оборудование (техническое, энергетическое,
подъемно-транспортное, средства контроля и управления):
Так как проектируемый участок предназначен для изготовления одного
изделия, учитывается его полная занятость по выпуску разрабатываемой детали.
Капиталовложения (Коб) определяются по следующей формуле:
,
млн.руб.(4.5)
где
h - количество типоразмеров (моделей) оборудования;
ЦБi
- балансовая стоимость единицы оборудования (транспортного средства) с учетом
затрат на доставку, монтаж и устройство фундамента (если исходных сведений о
таких затратах нет, то не более 20% от стоимости оборудования),руб;
Оi
- количество единиц оборудования i-го типоразмера (вида);
mi - значение коэффициента занятости оборудования i-го
типоразмера (вида) изготовлением рассматриваемой продукции, (mi = 1).
Базовый
вариант:
14,51+18,61+23,43+23,43+18,61·2+24,81·2+14,15+4,21+3,14+
+23,03+23,03+22,81+4,15=
261,34 млн. руб.
Проектируемый вариант:
14,51+23,43+25,72·3+3,01+4,21+3,14+17,81+17,81+25,44+3,65=
=
190,17 млн. руб.
Капвложения в здание (Кзд) определяются следующим образом:
Кзд = (Sц + Sтс) · mср · Цзд, млн.руб.(4.6)
где Sц - производственная площадь, занимаемая участком, цехом,
м2 (базовый вариант Sц =448 м2, проектируемый
вариант Sц = 468 м2)
mср - средний коэффициент занятости
площади при изготовлении рассматриваемой продукции (определяется аналогично mi);
Sтс - площадь, потребная для размещения
транспортных средств и устройств, систем управления станков с ЧПУ, м2
(5% Sц)
Цзд - стоимость 1 м2 площади механического цеха,
440 тыс. руб.
Базовый вариант:
Кзд = 1,05·448·1·0,440 = 206,98 млн. руб.;
Проектируемый вариант:
Кзд = 1,05·468·1·0,440 = 216,216 млн. руб.;
Капиталовложения в дорогостоящую оснастку (Косн) в
механических цехах в первом приближении принимаем в размере 10% от стоимости
станочного оборудования:
Базовый вариант:
Косн =0,1·261,34=26,134 млн. руб.;
Проектируемый вариант:
Косн =0,1·190,17=19,017 млн. руб.
Капиталовложения в запасы материалов (оборотные средства ОбС)
Они охватывают вложения в запасы основных и вспомогательных материалов,
топлива, а также различных комплектующих изделий. Капиталовложения в запасы
материалов рассчитываются следующим образом:
,
млн.руб.(4.7)
где
w- число видов материалов, необходимых для производства
продукции;
Мс
- необходимое количество материалов с-го вида на объем выпуска продукции, т
(шт.- если учитывать количество заготовок);
Дп
- длительность рассматриваемого периода, дни;
Доб
- длительность одного оборота оборотных средств, дни;
,
дни(4.8)
где
tшт -
штучное время выполнения операций технологического процесса, мин;
k - коэффициент,
учитывающий длительность операций, связанных с перемещением, маркировкой,
оформлением документов и др. (k = 1,5 - 2,5);
Тз
- количество дней на которые создается текущий, страховой и транспортный
запасы, принимается в зависимости от частоты поставок материалов, дни (Тз
= 5-30 дней).
Цм.с
- оптовая цена заготовок с-го вида с учётом способа их получения (материала),
тыс. руб./т (тыс. руб./шт. если цена заготовки).
kтз.с - коэффициент, учитывающий
транспортно-заготовительные расходы по приобретению материалов с-го вида.
Коэффициент
kтз с может
быть принят в первом приближении, равным 1,04 - 1,08 для основных материалов и
1,08 - 1,10 - для вспомогательных материалов.
Базовый
вариант:
дней
млн.
руб.;
Проектируемый
вариант:
дней
млн. руб.;
Капиталовложения
в инвентарь (Кинв):
Кинв
определяют в первом приближении вложения в производственный и хозяйственный
инвентарь определяются по следующим укрупненным показателям: для
производственного инвентаря - 1-2% от стоимости основного оборудования.
Базовый
вариант: Кинв = 0,01·261,34 = 2,613 млн. руб.;
Проектируемый
: Кинв = 0,01·190,17 = 1,9 млн. руб.
Результаты
расчета отдельных элементов капитальных вложений сводятся в следующую таблицу
4.3:
Таблица 4.4 - Состав капитальных вложений, млн. руб.
Наименование
|
Условные обозначения
|
Величина, млн. руб.
|
|
|
Базовый вариант
|
проектируемый вариант
|
Капиталовложения в оборудование в том числе:
технологическое подъемно-транспортное
|
Коб -//- -//-
|
261,34 -
|
190,17 20
|
Капиталовложения в здание
|
Кзд
|
206,98
|
216,216
|
Капиталовложения в оснастку
|
Косн
|
26,134
|
19,017
|
Капиталовложения в запасы материалов (оборотные средства)
|
ОбС
|
45,952
|
46,69
|
Капиталовложения в инвентарь
|
Кинв
|
2,613
|
1,9
|
Всего капиталовложения
|
К
|
543,019
|
473,993
|
4.3 РАСЧЕТ СЕБЕСТОИМОСТИ ПРОДУКЦИИ
Затраты на материалы (См)
Базовый вариант:
См = 100000 · 10,330/1000 = 1033 млн. руб.;
Проектируемый вариант:
См = 100000 · 10,500/1000 = 1050 млн. руб.;
Расчет основной и дополнительной заработной платы производственных
рабочих и служащих.
Основная заработная плата рабочих-сдельщиков определяется по формуле:
,
млн.руб.(4.9)
где Тгод - суммарная трудоемкость изготовления продукции за
год, чел.-ч.;
Сзcч - средняя
часовая тарифная ставка заработной платы на участке, руб./чел.-ч;
kот
- отраслевой
коэффициент, kот=1,2;
kм
- коэффициент
доплат за многостаночное обслуживание,
kм=1,0.
Фонд заработной платы рабочих-повременщиков рассчитываем следующим
образом:
,
млн.руб.(4.10)
где
n- потребное количество рабочих-повременщиков, чел.;
Фэр
- эффективный фонд времени рабочего, ч.;
kзан - коэффициент занятости работника выпуском
рассматриваемой продукции.
Среднечасовая
тарифная ставка рассчитывается как средневзвешенная величина:
Сзсч
= , млн.руб. (4.11)
где
n, n, n… - количество рабочих соответствующих разрядов, чел.;
С, С, С… - тарифные часовые ставки этих рабочих, тыс. руб.
Подставив
значения в формулы (4.10) и (4.11) получим:
Ссд = тыс. руб./ч.;
Свр = тыс. руб./ч.;
С вр = тыс. руб./ч.;
СБ=
37298·0,935·1,2∙1,0/1000 = 41,85 млн. руб.;
СПР= 30421∙0,94·1,2∙1,0/1000
= 34,32 млн. руб.;
СБ= 2,25∙1860∙0,987∙1∙1,2∙1,0/1000
= 4,96 млн. руб.;
СПР= 2,25∙1860∙0,987∙1∙1,2∙1,0/1000
= 4,96 млн. руб.
Дополнительная
заработная плата рабочих:
С= С·k/100,
млн.руб.(4.12)
где
k - коэффициент, учитывающий дополнительную плату, с
учетом премиальных выплат (принимается 10-50%).
СБ =
41,85·30/100 = 12,555 млн. руб.;
СПР =
34,324·30/100 = 10,296 млн. руб.;
С Б =
4,96·30/100 = 1,49 млн. руб.
С ПР =
4,96·30/100 = 1,49 млн. руб.
Отчисления
на социальное страхование с заработной платы рабочих:
С= (С+ С)·kсс/100,
млн.руб.(4.13)
где
kсс -
коэффициент, учитывающий отчисления в фонд социальной защиты (и отчисления на
обязательное страхование).
СБ = (41,85+12,555)·35/100
= 19,04 млн. руб.;
СПР =
(34,32+10,296)·35/100 = 15,62 млн. руб.;
С Б =
(4,96+1,49)·35/100 = 1,94 млн. руб.
С ПР =
(4,96+1,49)·35/100 = 1,94 млн. руб.
Годовой
фонд заработной платы ИТР и служащих с отчислением в фонд социальной защиты и
на соцстрах, находящихся на штатно-окладной системе:
С= С= nи·Зм· k∙(1+ k/100)∙(1+ kсс) , млн.руб.(4.14)
где: nи - количество работающих определенной специальности,
чел.;
Зм - месячный оклад работающего опред. специальности, тыс.
руб./мес.
С Б =
2·400000·1·12∙(1+30/100)∙(1+35/100)/1000 = 16,848 млн. руб.;
С ПР =
2·400000·1·12∙(1+30/100)∙(1+35/100)/1000 = 16,848 млн. руб.
Годовой
фонд заработной платы уборщицы рассчитывается так же как и для ИТР но с другим
окладом:
С =
1·120000·1·12∙(1+30/100)∙(1+35/100)/1000 = 2,527 млн. руб.
Затраты на амортизацию оборудования, транспортных средств и дорогостоящей
оснастки (А)
,
млн.руб.(4.15)
где
h - количество моделей оборудования;
ЦБi
- балансовая стоимость единицы оборудования (транспортного средства), руб;
Оi
- количество единиц оборудования i-го вида;
mi - значение коэффициента занятости оборудования i-го
вида изготовлением рассматриваемой продукции;
На
- норма годовых амортизационных отчислений на замену оборудования (транспортных
средств и дорогостоящей оснастки) i -го вида.
Для
универсальных и специальных станков
Для
автоматов и полуавтоматов
Для
конвейера
Базовый
вариант:
АБ
= (14,51+4,21+3,14+22,81+4,15) ·+
(18,61+23,43+23,43+
+18,61+24,81+14,15+23,03+23,03+18,61+24,81)· = 16,68 млн. руб.;
Проектируемый
вариант:
АПР=(14,51+3,01+4,21+3,14+17,81+17,81+25,44)·
+(23,43+
+25,72+25,72+25,72+3,65)
· +20·= 15,28
млн. руб.;
Затраты
на ремонт оборудования:
Затраты на ремонт оборудования составляют 5% в год от его стоимости,
конвейера - 15%.
Базовый вариант:
С= 261,34·0,05=13,067 млн. руб.;
Проектируемый
вариант:
С= 190,23·0,05+20·0,15=12,512 млн. руб.;
Затраты на энергию Сэ складываются из затрат на силовую,
технологическую электроэнергию, топливо, сжатый воздух, газ.
Сэ=Стэ+Ссж+Спар+Стоп,
млн.руб.(4.16)
где Стэ - затраты на силовую и технологическую электроэнергию,
млн. руб.;
Ссж - затраты на сжатый воздух, млн. руб.;
Спар - затраты на пар, млн. руб.;
Стоп - затраты на топливо, млн. руб.
Стэ
= kод·kп·Цэ∙ Мэi·Fдi,
млн.руб. (4.17)
где h - количество моделей оборудования;
Мэi
- суммарная установленная мощность электродвигателей, кВт;
Fдi - действительный фонд времени работы
i-го оборудования, ч;
kод - коэффициент спроса электроэнергии,
1,05;
kп - коэффициент, учитывающий потери в
сети, 1,05;
Цэ - цена 1 кВт·ч электроэнергии, Цэ=308,9
руб./кВт·ч.
СтэБ=1,05∙1,05∙308,9∙(13·2383+22·1461+17·2128+17·1995+
+22·5685·2+22·4868·2+13·1090+5,5·1996+4,5·603+11·2971+11·2953+
+7,5·3016+3·2566) = 251232000 руб. = 251,232 млн. руб.
СтэПР=1,05∙1,05∙308,9∙(13·2383+17·1166+18,5·8985·3+8·958+
+5,5·1996+2,5·603+10·2888+10·2871+17·2955+4,75·2033+1,1·4015) =
= 235505000 руб. = 235,505 млн. руб.
Затраты на сжатый воздух определяют для тех групп оборудования, где
применяется пневматика или обдув сжатым воздухом:
Ссж
= Нсж·Fд· kп·Цсж, млн.руб.(4.18)
где Нсж - среднечасовая норма расхода сжатого воздуха на один
станок (2 м3/час);
Fд - действительный суммарный фонд времени работы
оборудования, использующего сжатый воздух, ч;
kп - коэффициент, учитывающий потери сжатого воздуха, kп=1,5;
Цсж
- цена 1 м3 сжатого воздуха, Цсж=29,8 руб./м3.
СсжБ
= 2·(2383+1461+2128+1995+5685·2+4868·2+1090+1996+603+2971+
+2953+3016+2566+1833)·1,5·29,8
= 4121000 руб. = 4,121 млн. руб.
СсжПР
= 2·(2383+1166+8985·3+958+1996+603+2888+2871+2955+2033+
+1833)·1,5·29,8
= 4169000 руб. = 4,169 млн. руб.
Затраты на пар для производственных нужд определяют
следующим образом
Спар= Цп · (Нр.пар ·
Рпод+ Рсуш) ·Мс, млн.руб. (4.19)
где Цп - стоимость 1 тонны пара, руб/т;
Нр.пар - норма расхода воды в моечной
машине (≈0,35 м3/т);
Рпод - расход пара на подогрев 1 м3
воды (0,16... 0,19 т/м3);
Рсуш - расход пара на сушку 1 тонны деталей
(≈0,1 т/т);
Мс - годовой объём выпуска продукции, т.
СпарБ = 11904·(0,35·0,175+0,1)·483 = 928000 руб. =
0,928 млн. руб.
СпарПР = 11904·(0,35·0,175+0,1)·483 = 928000 руб. =
0,928 млн. руб.
СЭБ = 251,232+4,121+0,928 =256,281 млн. руб.
СЭПР = 235,505+4,169+0,928 = 240,602 млн. руб.
Затраты на воду складываются из след следующих статей:
затраты на приготовление СОЖ;
затраты на промывку деталей;
затраты на бытовые нужды.
Для того, чтобы произвести расчет затрат на воду вышеперечисленных
пунктов, необходимо сначала посчитать затраты на промывку деталей. Поэтому
вводим промежуточный расчет.
Затраты на промывку деталей равны:
Свп = Нр.вод·Мд·Цвп,
млн.руб.(4.20)
где Нр.вод - расход воды на производственные нужды в моечной
машине (3,5 м3/т);
Цв.п - стоимость 1 м3 воды на производственные
нужды (1430 руб/м3).
Свп = 3,5·483·1430 = 2507000 руб. = 2,507 млн. руб.
Затраты на приготовление СОЖ (Ссож) и охлаждение оборудования
(Сохл) принимаем соответственно в размере 5% и 3% от затрат воды для
промывки деталей.
Ссож = 0,05·2,507 = 0,125 млн. руб.;
Сохл = 0,03·2,507 = 0,075 млн. руб.
Затраты на воду для бытовых нужд:
Св.б=Нв.б·kзан·п·Цв.б∙Драб,
млн.руб.(4.21)
где Нв.б - норма расхода воды на одного работающего в смену
(0,06 м3);
Цв.б - стоимость 1 м3 воды для бытовых нужд (2457
руб/м3);
п - количество работающих, чел;
кзан
- коэффициент занятости работника выпуском рассматриваемой продукции;
Драб
- количество рабочих дней в году (260 дней).
Св.бБ
= 0,06·1·34,25·2457∙260 = 1313000 руб. = 1,313 млн. руб.;
Св.бПР
= 0,06·1·25,25·2457∙260= 968000 руб. = 0,968 млн. руб.
Затраты
на смазочно-обтирочные (вспомогательные) материалы для оборудования:
Св
= Оi·Нр.в.м, млн.руб. (4.22)
где Нр.в.м - средняя величина затрат на смазочно-обтирочные
материалы за год в расчете на единицу оборудования i-го
вида, (руб/год)/ед.об.
Оi - количество принятого производственного
оборудования i-го вида, шт.
С = 15∙25000 = 375000 руб. = 0,375 млн. руб.;
С = 12∙25000 = 300000 руб. = 0,3 млн. руб.
Затраты
по приспособлениям, режущему и мерительному инструментам и прочей оснастке:
Синстр.= 18%·Косн, млн.руб.(4.23)
С= 0,18·26,134 = 4,704 млн. руб.;
С= 0,18·19,017 = 3,423 млн. руб.
Затраты
на содержание помещений и амортизацию зданий:
Затраты
на содержание помещений охватывают расходы на ремонт, отопление, освещение и
уборку для механического цеха можно принять 2% от его стоимости:
Ссод.
здб= 0,02∙206,98 = 4,14 млн. руб.;
Ссод.
здпр= 0,02∙216,216 = 4,324 млн. руб.
Затраты
на амортизацию зданий определяются по формуле:
,
млн.руб.(4.24)
где Кзд - капвложения в здание;
Нз - норма амортизационных отчислений по производственным
помещениям.
Затраты на текущий ремонт зданий и инвентарь составляют 1% от их первоначальной
стоимости с учетом коэффициента использования.
АзБ
== 2,07 млн. руб.;
АзПР
= = 2,16 млн. руб.
Расходы
на испытания, опыты, исследования, рационализацию и изобретательство принимаем
как и в базовом варианте 0,2 млн. руб. в год на одного работающего.
СиспБ
= 0,2∙32 = 6,4 млн. руб;
СиспПР
= 0,2∙23 = 4,6 млн. руб.
Расходы
на охрану труда:
Сохр.тр.=
5% · С, млн.руб.(4.25)
С= 0,05·73,78 = 3,68 млн. руб.;
С= 0,05·6,991 = 3,2 млн. руб.
Затраты
на малоценный и быстроизнашивающийся инвентарь:
Принимаем
как и в базовом варианте 0,18 млн. руб. в год на одного основного рабочего.
Смби.=0,18·32=
5,76 млн. руб.;
Смби.=0,18·23=
4,14 млн. руб.
На
основании произведенных расчетов заполняем таблицы 4.5- 4.7.
Таблица
4.5 - Смета расходов на содержание и эксплуатацию оборудования, млн. руб.
Наименование статей расходов
|
Величина расходов
|
|
Базовый вариант
|
Проектируемый вариант
|
1. Амортизация оборудования, транспортных средств, ценного
инструмента и приспособлений
|
16,68
|
15,28
|
2. Затраты на эксплуатацию оборудования, в том числе: -
стоимость вспомогательных материалов; - основная и дополнительная зарплата
вспомогательных рабочих, с отчислениями на соцстрах; - затраты на энергию для
технологических целей; - затраты по приспособлениям, режущему и мерительному
инструментам и прочей оснастке.
|
0,38 8,4 256,3 4,7
|
0,3 8,4 240,6 3,4
|
3. Затраты на текущий ремонт оборудования и транспортных
средств
|
13,08
|
12,51
|
4. Затраты на МБП
|
5,76
|
4,14
|
ИТОГО:
|
305,3
|
284,63
|
Таблица 4.6 - Смета цеховых расходов, млн. руб.
Наименование статей расходов
|
Величина расходов
|
|
Базовый вариант
|
Проектируемый вариант
|
1. Содержание аппарата управления участком (зарплата
служащих с отчислениями)
|
16,85
|
16,85
|
2. Содержание прочего персонала (МОП)
|
2,53
|
2,53
|
3. Затраты на воду
|
4,02
|
3,68
|
4. Амортизация зданий
|
2,07
|
2,16
|
5. Содержание зданий
|
4,14
|
4,32
|
6. Испытания, опыты и исследования, рационализация и
изобретательство
|
6,4
|
4,6
|
7. Охрана труда
|
3,68
|
3,2
|
8. Прочие расходы (3% от суммы затрат пунктов 1-7)
|
1,19
|
1,12
|
ИТОГО:
|
40,88
|
38,46
|
Таблица 4.7 - Калькуляция цеховой себестоимости продукции, млн. руб.
Наименование статей расходов
|
Величина расходов
|
|
Базовый вариант
|
Проектируемый вариант
|
1. Стоимость основных материалов, за вычетом возвратных
отходов
|
1033
|
1050
|
2. Основная заработная плата производственных рабочих
|
41,85
|
34,32
|
3. Дополнительная заработная плата производственных рабочих
|
12,56
|
10,3
|
4. Налоги и отчисления в бюджет и внебюджетные фонды с
зарплаты производственных рабочих
|
19,04
|
15,62
|
5. Расходы на содержание и эксплуатацию оборудования
|
305,3
|
284,63
|
6. Цеховые расходы
|
40,88
|
38,46
|
ИТОГО:
|
1452,63
|
1433,33
|
4.4 ОБЩАЯ ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ
Общая экономическая эффективность проекта оценивается показателем
(коэффициентом), характеризующим величину прироста чистой прибыли предприятия
на каждый рубль необходимых для получения этой прибыли капиталовложений, т.е.
(4.26)
где
Пч - чистая прибыль предприятия от реализации годового объема
произведенных изделий, руб.;
К
- капиталовложения, необходимые для производства годового объема изделий, руб.
Определение
годового объема продукции в отпускных ценах и чистой прибыли:
При определении годового объема продукции в отпускных ценах и чистой
прибыли (Пч) принято упрощение, которое уменьшает трудоемкость
расчетов, но не снижает точность определения величины чистой прибыли. Суть
упрощения состоит в следующем: при определении величины чистой прибыли в
затраты и результаты не включаются составляющие, которые тождественны по
величине во всех рассматриваемых вариантах технологических процессов. К
тождественным составляющим результатов и затрат относятся: общезаводские
расходы, налоги и сборы, неизменные по величине во всех вариантах.
Для базового варианта расчёты проводят в следующей последовательности:
Пч = Q -
(С+Ннед+Нпр) , млн.руб.(4.27)
где Q - годовой объём выпуска продукции в
стоимостном выражении, руб.
Q = С
+ Пбал+Нндс, млн.руб.(4.28)
где С - себестоимость годового выпуска продукции, руб;
Пбал - балансовая прибыль по выпускаемой продукции, руб.
,
млн.руб.(4.29)
где
R - реальная или введённая норма рентабельности
базового проекта, (R = 20%);
Пбал
= 1452,63·20/100 = 290,526 млн. руб.;
Ннед
- сумма налога на недвижимость, руб.
,
млн.руб.(4.30)
где
Тнед - ставка налога на недвижимость, 1 %;
Нпр
- сумма налога на прибыль, руб.;
Коб,
Кзд - капиталовложения в оборудование и здания, руб., (табл. 4.3);
Ннед
= (261,34 + 206,98)·1/100 = 4,683 млн. руб.;
Нпр
- сумма налога на прибыль, руб.
,
млн.руб.(4.31)
где
Пнал - прибыль предприятия, облагаемая налогом на прибыль, руб.;
Тпр
- ставка налога на прибыль, 24%;
,
млн.руб.(4.32)
Пнал
= 290,526 - 4,683 = 285,843 млн. руб.;
Нпр
= 285,843·24/100 = 68,6 млн. руб.;
Нндс
- сумма налога на добавленную стоимость, руб.
Нндс
= (С+Пбал) ·, млн.руб.(4.33)
где
Тндс - ставка налога на добавленную стоимость, 18%;
Нндс
= (1452,63+290,526) · млн. руб.
Подставив
значения в формулы (4.27) и (4.28) получим:
Q =
1452,63+290,526+313,77 = 2056,93 млн. руб.;
ПЧ
= 2056,93-(1452,63+4,683+68,6) = 531,017 млн. руб.;
По
формуле (4.26) находим:
= 0,98.
Расчеты
для проектируемого варианта:
Определим
норму рентабельности:
Пбал
= (Q - 1,18·C)/1,18 ,млн. руб.(4.34)
Пбал
= (2056,93-1,18·1433,33)/ 1,18 = 309,83 млн. руб.;
(4.35)
;
Сумма
налога на недвижимость по формуле (4.30):
Ннед
= (190,17+216,216)·1/100 = 4,06 млн. руб.;
Прибыль
предприятия, облагаемая налогом на прибыль по формуле (4.32):
Пнал
= 309,83+4,06 = 305,77 млн. руб.;
Сумма
налога на прибыль по формуле (4.31):
Нпр
= 305,77·24/100 = 73,38 млн. руб.;
Сумма
налога на добавленную стоимость по формуле (4.33):
Нндс
= (1433,33+309,83)·18/100 = 313,77 млн. руб.;
Чистая
прибыль по формуле (4.27):
ПЧ
= 2056,93-(1433,33+4,06+73,38) = 546,16 млн. руб.;
Подставив
значения в формулу (4.26), для проектируемого варианта получим:
= 1,15.
4.5
СРАВНИТЕЛЬНАЯ ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ
Важнейшими
показателями сравнительной экономической эффективности, по которым оценивается
предпочтительность того или иного варианта проекта, являются приведенные
суммарные затраты (Зпр) по каждому рассматриваемому варианту и
годовой экономический эффект (Эг).
Зпр
= С + Ен·К , млн. руб. (4.36)
Эг
= (Сб - Спр) - Ен·(Кпр - Кб)
, млн. руб.(4.37)
где
Ен - нормативный коэффициент сравнительной экономической
эффективности, принимается равным процентной ставке за пользование долгосрочным
кредитом (Ен = 0,11);
К
- капиталовложения по одному из вариантов:
Кб
- в базовом варианте, Кпр - в проектируемом;
Сб,
Спр - себестоимость продукции в базовом и проектируемом вариантах.
Базовый:
Зпр
= 1452,63+0,11·543,019= 1512,36 млн. руб.;
Проектируемый:
Зпр
= 1433,33+0,11·473,993 = 1485,47 млн. руб.;
ЭГ
= (1452,63-1433,33) - 0,11·(543,019+473,993) = 11,707 млн. руб.;
Таблица
4.8 - Основные технико-экономические показатели проекта.
Наименование показателя
|
Единица измерения
|
Величина показателя
|
Величина отклонения
|
|
|
Базовый вариант
|
Проектир. вариант
|
Абсолютное
|
Относит. %
|
1. Годовой выпуск продукции: - в натуральном выражении - в
стоимостном выражении по цене базового предприятия
|
шт млн. руб.
|
100000 2056,93
|
100000 2056,93
|
- -
|
- -
|
2. Общая стоимость основных производственных фондов, всего:
В том числе: - здания - оборудования
|
млн. руб. млн. руб. млн. руб.
|
468,32 206,98 261,34
|
406,39 216,22 190,17
|
61,93 -9,24 71,17
|
13,2 -4,5 27,2
|
3. Производственная площадь участка
|
м2
|
448
|
468
|
-20
|
-4,5
|
4. Численность рабочих, всего В том числе: - основных производственных
рабочих - вспомогательных рабочих
|
чел. чел. чел.
|
34,25 32 2,25
|
25,25 23 2,25
|
9 9 -
|
26,3 28,1 -
|
5. Трудоемкость изготовления единицы продукции
|
мин/шт.
|
22,328
|
18,255
|
4,073
|
18,2
|
6. Выпуск продукции на одного производственного рабочего: -
в стоимостном выражении - в натуральном выражении
|
м.руб/чел шт./чел.
|
60,1 2919,7
|
81,5 3960,4
|
-21,4 1040,7
|
-35,6 -35,6
|
7. Фондоотдача
|
руб./руб.
|
4,44
|
5,06
|
-0,62
|
-0,14
|
8. Фондовооруженность труда
|
млн.руб./ чел
|
13,67
|
16,1
|
-0,18
|
9. Средняя загрузка оборудования
|
|
0,54
|
0,52
|
0,02
|
0,04
|
10. Цеховая стоимость годового объема выпуска продукции
|
млн. руб.
|
1452,63
|
1433,33
|
193
|
1,3
|
11. Размер чистой прибыли
|
млн. руб.
|
531,02
|
546,16
|
-15,14
|
-2,9
|
12. Рентабельность продукции
|
%
|
20
|
21,62
|
-1,62
|
-0,08
|
13. Абсолютная (общая) эффективность капиталовложений
|
|
0,98
|
1,15
|
-0,17
|
-17,3
|
14. Годовой экономический эффект
|
млн. руб.
|
11,71
|
-
|
-
|
5. ОХРАНА ТРУДА И ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
5.1 ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЧАСТЬ ПО ОХРАНЕ ТРУДА И ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
Охрана труда - это система законодательных актов,
социально-экономических, организационных, технических, гигиенических и
лечебно-профилактических мероприятий и средств, обеспечивающих безопасность,
сохранение здоровья и работоспособности человека в процессе труда.
Полностью безопасных и безвредных производств не существует. Задача
охраны труда - свести к минимальной вероятность поражения или заболевания
работающего с одновременным обеспечением комфорта при максимальной
производительности труда. Реальные производственные условия характеризуются,
как правило, наличием некоторых опасных и вредных производственных факторов.
На проектируемом участке опасными факторами могут быть движущиеся части
производственного оборудования, горячие после обработки детали, стружка
обрабатываемых заготовок, осколки инструментов, высокое напряжение в
электрической сети или статическое электричество, при котором может произойти
замыкание через тело человека, возможность падения с высоты деталей и предметов
(на участке имеется мостовой кран). Вредными факторами являются повышенная
запыленность и загазованность воздуха рабочей зоны, испарения от охлаждающей
жидкости, вибрация и шум от работающих станков.
Рассмотрим одну из норм санитарных гигиенических условий - освещенность.
Правильно спроектированное и выполненное освещение на предприятиях,
машиностроительной промышленности обеспечивает возможность нормальной
производственной деятельности. Сохранность зрения человека, состояние его
центральной нервной системы и безопасность на производстве в значительной мере
зависят от условий освещения. От освещения зависят также производительность
труда и качество выпускаемой продукции.
При освещении производственных помещений используют естественное
освещение, создаваемое светом неба, искусственное, осуществляемое
электрическими лампами, и совмещенное, при котором в светлое время суток
недостаточное по нормам естественное освещение дополняется искусственным.
Искусственное освещение может быть двух систем - общее и комбинированное,
когда к общему освещению добавляется местное, концентрирующее световой поток
непосредственно на рабочих местах, например, светильник, установленный на
станке.
Общее освещение подразделяют на общее равномерное освещение (при
равномерном распределении светового потока без учета расположения оборудования)
и общее локализованное освещение (при распределении светового потока с учетом
расположения рабочих мест). Применение одного местного освещения внутри зданий
не допускается.
На машиностроительных предприятиях рекомендуется применять систему
комбинированного освещения при выполнении точных зрительных работ (слесарные,
токарные, фрезерные операции) там, где оборудование создает глубокие, резкие
тени или рабочие поверхности расположены вертикально. Система общего освещения
может быть рекомендована в помещениях, где по всей площади выполняются
однотипные работы, а также в административных конторах, складских помещениях и
проходных.
Нормы освещения на рабочих местах определяем согласно [20, таблица 19].
Таблица 5.1 - Нормы освещенности для проектируемого участка
Наименование оборудования
|
Модель станка
|
Освещенность, лк
|
Фрезерно-центровальный
|
МР-71
|
2000
|
Токарный автомат
|
1Н713
|
2000
|
Токарно-копировальный
|
ЕМ473
|
2000
|
Накатной
|
Специальный
|
1500
|
Пресс
|
Д0476
|
1500
|
Пресс
|
ПД-30
|
1500
|
Круглошлифовальный
|
3М152
|
1500
|
Торцекруглошлифовальный
|
3Т161Е
|
1500
|
Резьбонакатной
|
А9518
|
2000
|
Стол ОТК
|
-
|
2000
|
Коэффициент естественной освещенности - 7,0 (при естественном освещении)
и 4,2 (при совмещенном).
В целях экономии электроэнергии, для обеспечения требуемой освещенности
на рабочих местах, будем использовать местное освещение. Для освещения
производственных помещений будем использовать газоразрядные лампы.
Оборудование на участке расположено последовательно, согласно операциям
техпроцесса, что позволяет уменьшить грузопотоки. Т.к. масса заготовки равна
5,9 кг, то для межоперационной транспортировки полуфабрикатов предусмотрен
подвесной цепной конвейер, который позволяет автоматизировать технологический
процесс и уменьшить труд рабочих для передачи заготовок от станка к станку.
Удельная масса стружки m=290
кг на 1м2 в год, меньше допустимой [m]=300 кг/м2, следовательно удаление стружки
производится без комплексно-автоматизированной системы линейных и магистральных
конвейеров. Стружка собирается в специальные контейнеры, расположенные у
токарных станков (1Н713 и ЕМ473), т.к. на них получаем основную массу стружки.
Ее перемещение из поддона станка в контейнер нужно производить совком и щеткой
сметкой в специальных рукавицах для защиты от порезов. Затем стружка
отправляется на утилизацию. На всех станках предусмотрено заземление, для
исключения поражения электрическим током в случае пробоя на корпус.
При планировке участка соблюдены все нормы охраны труда согласно ГОСТ
12.2.049-80 «Оборудование производственное. Общие эргономические требования».
Расстояния между станками приняли 0,8 метра для удобства осуществления
ремонтных работ. Подвесной конвейер длиной 30 метров расположен по всей длине
участка освобождая рабочего от излишних перемещений за заготовкой. Ширина
магистральных проездов 5 метров, на них для предотвращения несчастных случаев,
места движения транспорта и рабочих разделяют линиями. Грузоподъемность
мостового крана 10 тонн, что вполне достаточно для перемещения контейнеров с
заготовками и готовыми деталями по цеху. Подвод к оборудованию электрических
шин осуществляется за станками на расстоянии 2-х метров от самого широкого
станка. Также непосредственно за станками осуществляется подвод СОЖ и сжатого
воздуха к ним.
Основными травмоопасными производственными факторами, которые могут
проявится в процессе обработки металла резанием, являются следующие:
вьющаяся и отлетающая стружка на токарной-автоматной (операция 005) и
токарно-копировальной операциях (операция 010), в процессе обработки острая и
горячая стружка может попасть на кожный покров или в глаз рабочего. Поэтому
необходимо предусмотреть наличие специальных экранов;
специальное приспособление для закрепления обраба-тываемой детали при
выдавливании шлиц (операция 025), представляет собой опасность из-за неудобной
для рабочего установки заготовки в приспособление, что может привести к
травмам. Необходимо предусмотреть установку приспособления выше уровня пола на
1-1,5 метра, что бы исключить нагибание рабочего при установке и закреплении
заготовки;
на шлифовальных операциях 050, 055 и 060 процесс обработки сопровождается
образованием очень мелкой стружки, оказывающей вредное воздействие на организм
человека, попадая и накапливаясь в легких и на кожном покрове. Для этого на них
предусмотрены пылестружкоотсасывающие устройства. А также защитные кожухи в
случае возможного разрыва шлифовального круга.
при обработке с использованием СОЖ выделяются вредные испарения;
в техпроцессе имеется термообработка (Операция 040), это увеличивает
опасность возникновения пожара. Участок термообработки является вредным для
человека, вследствие наличия высоких температур, элекромагнитных полей и
загрязненного воздуха, поэтому термообработку предусматриваем в отдельном
помещении.
При обработке на металлорежущих станках необходимо, чтобы запыленность в
зоне дыхания станочников соответствовала предельно допустимым нормам,
предусмотренным ГОСТ 12.1.005-88 «Воздух рабочей зоны. Общие
санитарно-гигиенические требования».
Обычно частицы промышленной пыли имеют размеры от 0,1 до 150 мкм. Крупные
частицы (более 10 мкм) быстро оседают и практически отсутствуют в воздухе.
Опасными для человека являются частицы от 0,2 до 7 мкм, так как именно они
способны отлагаться и накапливаться в легких. Более мелкие частицы выдыхаются
обратно, а более крупные задерживаются в носоглотке.
Одним из важных факторов, влияющим на благоприятные условия труда,
являются метеоусловия в помещении. Показателями, характеризующими микроклимат,
являются:
температура воздуха;
относительная влажность воздуха;
скорость движения воздуха;
интенсивность теплового излучения.
В соответствии с ГОСТ 12.1.005-88 работы, выполняемые на участке
изготовления детали «цапфа поворотная», относятся к категории средней тяжести
(затраты энергии от 628 до 1054.8 кДж/ч) - работы, связанные с ходьбой, с
перемещением предметов весом до 10 кг. Им соответствуют показатели
микроклимата, приведенные в таблице 5.2. Допустимая величины показателей
микроклимата устанавливаются в тех случаях, когда по технологическим
требованиям, техническим и экономическим причинам не обеспечиваются оптимальные
нормы. Таким местом является рабочее место возле моечной машины, где
используется пар (операции 030 и 070).
Пожары на машиностроительных предприятиях представляют большую опасность
для работающих и могут причинить огромный материальный ущерб. К основным
причинам пожаров, возникающих при производстве, можно отнести: нарушение
технологического режима, неисправность электрооборудования (короткое замыкание,
перегрузки), самовозгорание промасленной ветоши и других материалов, склонных к
самовозгоранию, несоблюдение графика планового ремонта, реконструкции установок
с отклонением от технологических схем.
Таблица 5.2 - Оптимальные и допустимые величины показателей микроклимата
в рабочей зоне производственных помещений.
Сезон года
|
Температура, °С
|
Относительная влажность, %
|
Скорость движения воздуха, м/с
|
|
Оптим.
|
Доп.
|
Оптим.
|
Доп.
|
Оптим.
|
Доп.
|
Холодный период
|
18-20
|
17-23
|
60-40
|
75
|
0.2
|
не более 0.3
|
Теплый период
|
21-23
|
18-27
|
60-40 при 26°С
|
65
|
0.3
|
0.2-0.4
|
На проектируемом участке возможны такие причины пожара: перегрузка
проводов, короткое замыкание, возникновение больших переходных сопротивлений,
самовозгорание различных материалов, смесей и масел. Для локализации и
ликвидации пожара внутрицеховыми средствами должны выполняться следующие
правила предупреждения пожаров: курить необходимо только в строго отведенных
местах, подтеки и разливы масла и растворителя убирать ветошью, ветошь должна
находиться в специально приспособленном контейнере. Для тушения возникшего
пожара на участке имеются средства пожаротушения, расположенные на пожарном
щите (мешки с песком, огнетушители). Эвакуация рабочих при пожаре
осуществляется через ворота цеха.
При обработке на металлорежущих станках необходимо, чтобы допустимые
шумовые характеристики соответствовали предельно допустимым нормам,
предусмотренным ГОСТ 12.2.107-85 «Шум. Станки металлорежущие. Допустимые
шумовые характеристики» - наиболее чувствительно ухо к колебаниям в диапазоне
частот от 1000 до 3000 Гц, и уровнем интенсивности звука 80 дБА.
Для предотвращения вредного воздействия необходимо снизить шум в
источнике возникновения, подавить шум звукопоглощением, применять средства
индивидуальной защиты.
В технологических целях используется большое количество воды: для
приготовления эмульсий, смазочно-охлаждающих жидкостей, моющих растворов,
которая после использования проходит цикл очистки и повторно используется. Для
этих целей применяются очистные установки.
Система организации труда на участке организована в соответствии с
требованиями законодательства. Соблюдение требований техники безопасности на
участке контролирует мастер производственного участка, который также проводит
первичный инструктаж на рабочем месте со всеми вновь прибывшими рабочими на
участок.
На участке требования безопасности должны выполняться на протяжении всего
технологического процесса, включая операции технологического контроля и уборки
технологических отходов производства.
Технологический процесс сопряжен с перемещением большого количества
тяжелых грузов: заготовки, детали, готовые изделия, оснастка. Для этих целей
применяются разнообразные подъемно-транспортные машины и механизмы: мостовые
краны, краны-укосины, конвейеры, транспортеры, автопогрузчики, электрокары -
создающие вместе с перемещаемым грузом потенциальную опасность. Скорость движения
транспорта на территории предприятия ограничена 5 км/ч и не более 3 км/ч по
территории цехов и складских помещений.
Рабочие и служащие проектируемого производственного участка для защиты от
воздействия опасных и вредных производственных факторов должны быть обеспечены
спецодеждой, спецобувью и предохранительными приспособлениями в соответствии с
действующими типовыми и отраслевыми нормами, утвержденными в установленном
порядке.
Спецодежду работающих следует периодически сдавать в стирку (химчистку) и
хранить отдельно от верхней одежды. Химчистка и стирка спецодежды должна быть
централизованной, проводиться по мере загрязнения, но не реже двух раз в месяц.
Для защиты кожного покрова от воздействия СОЖ и пыли токсичных металлов
применяют дерматологические защитные средства (профилактические пасты, мази,
кремы) .
На участке применяются следующие средства индивидуальной защиты (СИЗ):
специальные рукавицы ГОСТ 12.4.010-75 тип М - для защиты от механических
воздействий;
женские костюмы ГОСТ 12.4.108-82 и мужские костюмы ГОСТ 12.4.109-82 - для
защиты от общих производственных загрязнений и механических воздействий;
фартуки ГОСТ 12.4.029-79 - для защиты от механических повреждений и общих
производственных загрязнений;
защитные очки ГОСТ 12.4.003-80 тип О - открытые защитные (бесцветные
стекла с повышенной стойкостью к ударам);
- спецобувь, которая должна быть стойкой к материалам рабочей среды, а
подошва - обеспечивать устойчивость работающего.
Особого влияния на окружающую среду разработанный технологический процесс
не оказывает, промышленных отходов при изготовлении данной детали мало, вредных
выбросов в атмосферу практически нет. Стружка очищается от масел и эмульсий,
дробится и брикетируется в отделении по переработке стружки. Техническая вода
пропускается через систему очистки, которая состоит из отстойников, фильтров.
.2 РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ ПО ОХРАНЕ ТРУДА И ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
В качестве мер для защиты работающих от поражения электрическим током на
участке предусматриваются защитное заземление и зануление. Зануление
устраивается в сетях с заземленной нейтралью напряжением до 1000 В, так как
защитное заземление не обеспечивает достаточно надежную и полноценную защиту.
Определим по [21] требуемое сопротивление защитного заземления. Суммарная
мощность нашего оборудования:
Робщ = 13+17+18,5·3+8+5,5+4,5+10+10+17+4,75 = 145,25 кВт.
Так как мощность оборудования превышает 100 кВт, сопротивление защитного
заземления в любое время года не должно превышать 4 Ом.
В качестве искусственного заземления применяем стальные прутья диаметром
30 мм и длиной 4,5 м. Для связи вертикальных электродов и в качестве
самостоятельного горизонтального электрода, используем полосовую сталь сечением
6×18 мм. Определяем сопротивление
растеканию тока одиночного вертикального заземления по формуле:
, Ом(5.1)
где
l - длина заземления, м;
d - диаметр
прутка, м;
t - глубина
заложения половины заземления, м;
r - расчетное удельное сопротивление грунта, Ом×м.
r = rизм × y , Ом×м(5.2)
r = 500×1,3 = 650 Ом×м
где
rизм = 500
Ом - удельное сопротивление грунта;
y = 1,3 - коэффициент
сезонности.
t = 0,5×l+to , м(5.3)
t = 0,5×4,5+0,5 = 2,75 м
где
tо -
расстояние от поверхности земли до верхнего конца заземлителя, принимаем tо
= 0,5 м.
Подставляя
значения в (5.1) получим:
131,61
Ом.
Определим
число заземлений:
,
шт.(5.4)
шт.
где
R3 -
наибольшее допустимое сопротивление заземляющего устройства, Ом;
h - коэффициент
использования вертикальных заземлителей без учета влияния соединительной полосы
= 0,63 (электроды размещены по контуру).
Принимаем
n = 52 шт.
Определим
сопротивление растеканию тока горизонтальной соединительной полосы:
, Ом(5.5)
где
t1 = 0,5 м
- глубина заложения полосы;
b - ширина
полосы, м;
l1 - длина полосы, определяется как:
l1 = 1,05×a×n, м
(5.6)
где
a - расстояние между вертикальными заземлениями, м:
a = 3×l ,
м(5.7)
a = 3×4,5 = 13,5 м
l1 = 1,05×13,5×52 = 737,1 м
Подставив
значения в (5.5) получим:
2,612 Ом.
Определим
сопротивление растеканию тока заземляющего устройства:
, Ом
(5.8)
1,917 Ом,
где
hв = 0,71 -
коэффициент использования горизонтального полосового заземлителя, соединяющего
вертикальные заземлители.
Ro не
превышает допустимого сопротивления защитного заземления : 1,917<4.
5.3
ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ В ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЯХ
Предупредить
чрезвычайную ситуацию целесообразно еще на этапе возникновения опасности. В
общем случае можно выделить источники опасности и систему, подвергающуюся
опасности. Источниками опасности можно считать опасные природные и
антропогенные процессы, в том числе ошибки и недоработки нашей собственной
деятельности. Системами, подвергающимися опасности, можно считать человека и
объекты народного хозяйства.
Основными
путями обеспечения безопасности являются: организация и проведение защитных
мероприятий; прогнозирование и профилактика чрезвычайных ситуаций. На основании
знаний опасностей, возможных последствий чрезвычайных ситуаций основные усилия
системы безопасности должны быть направлены на выявление негативных явлений, их
причин, на их устранение, профилактику или локализацию.
В
проектируемом производственном участке источником возникновения чрезвычайной
ситуации может быть:
- неправильное
устройство или поломка системы вентиляции. Рециркуляционные системы вентиляции
наиболее опасны, так как при возникновении пожара в одном помещении дым и
продукты горения поступают в приточную камеру, откуда нагнетаются во все
помещения, оборудованные данными системами;
- прорыв
трубопроводов со смазочно-охлаждающей жидкостью и водой, в результате чего эти
токопроводящие жидкости могут попасть на электрооборудование и вызвать поражение
работающих электрическим током или возгорание в результате короткого замыкания;
- прорыв
трубопроводов с паром (опасен возможностью получения ожогов, кроме того, резкое
повышение влажности в помещении может вызвать короткое замыкание в электрооборудовании);
- самовоспламенение
или самовозгорание, возникшее из-за неправильного хранения пожароопасных
веществ и материалов;
- неисправность
технологического оборудования и нарушение технологического процесса;
- неисправность
отопительных приборов;
- халатное или
неосторожное обращение с огнем (курение, оставление без присмотра
нагревательных приборов).
При
ликвидации пожаров проводится их тушение (локализация и дотушивание) и
окарауливание. Локализация - прекращение распространения огня, дотушивание - ликвидация
очага пожара, окарауливание - непрерывный или периодический осмотр пройденной
пожаром площади.
Основными
средствами тушения загораний и пожаров являются вода, водяной пар, инертные
газы, углекислый газ, пена, галоидированные углеводороды, порошковые составы,
песок, асбестовые и брезентовые покрывала. Однако водой нельзя тушить
легковоспламеняющиеся и горючие жидкости с плотностью меньше единицы. Будучи
легче воды, они всплывают на её поверхность, продолжают гореть и, растекаясь,
увеличивают площадь горения.
Нельзя
водой тушить электросети и электроустановки, находящиеся под напряжением, так
как через струю воды может произойти поражение электрическим током. Разрешается
применять воду для тушения электроустановок в тонко распыленном виде, при этом
должно выдерживаться допустимое расстояние. Человек, тушащий пожар, должен
надеть диэлектрическую обувь и перчатки.
Углекислый
газ применяется для тушения в снегообразном состоянии в виде хлопьев, а также в
газообразном состоянии. При тушении пожара в закрытом помещении огнегасительная
концентрация углекислого газа в воздухе помещения составляет 30%, поэтому
необходимо применять защиту органов дыхания.
К
тушению пожара следует приступать в начальном периоде, умело применяя
огнегасительные средства.
Общим
правилом тушения пожара является тушение в местах наиболее интенсивного
горения. Огнегасящим средством надо воздействовать не на пламя, а на горящую
поверхность.
При
тушении пожаров в производственных помещениях с электроустановками возможны:
быстрое распространение огня при повреждении масляной системы трансформаторов и
распределительных устройств; растекание горящего масла по конструктивным
элементам зданий; плотное задымление с образованием токсичных продуктов;
поражение людей из пожарного наряда электрическим током.
При
тушении пожара в таких условиях следует приступать к подаче огнетушащих веществ
на электроустановки только после соответствующего инструктажа личного состава
пожарных подразделений старшим из технического персонала объекта; использовать
для ликвидации пожара в первую очередь стационарные средства пожаротушения и
переносные лафетные стволы, не допускать самостоятельных действий личного
состава пожарных формирований по обесточиванию электрических линий и
электроустановок, а также подачи огнетушащих средств до их обесточивания; не
допускать скопления в помещениях с электроустановками излишнего количества
личного состава пожарного наряда.
Защита
от распространения пламени в вентиляционных системах достигается с помощью
огнепреградителей, быстродействующих заслонок, шиберов, отсекателей, водных
завес.
Для
оповещения о возникновении чрезвычайной ситуации, в цехе установлена звуковая и
световая сигнализация. При их срабатывании, рабочие участка, цеха прекращают
работу, выключают и обесточивают оборудование и без паники покидают опасную
зону согласно плана эвакуации.
Для
предотвращения возникновения чрезвычайных ситуаций, на предприятии назначается
группа лиц во главе с инженером по охране труда, которые контролируют
соблюдение правил техники безопасности, проверяют цеха и участки на соблюдение
правил противопожарной безопасности. Контролируют сроки плановых проверок,
работ по профилактике особо опасных объектов.
Для
ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций, на предприятии создается
внештатная команда по ликвидации чрезвычайных ситуаций. Также могут быть
задействованы государственные службы МЧС.