close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

poyasnitelnaya zapiska(19)

код для вставкиСкачать

Задание
Ведомость дипломного проекта
Обозначение документаНаименование документаформатКоличество листовПримечанияТекстовый документДП.160301.ДТ2.08.01 ПЗПояснительная записка, книга 1238ДП.160301.ДТ2.08.01 ТЧТехнологическая часть, книга 255Всего листов формата А4293Графические документыДП.160301.ДТ2.08.01.01Чертеж деталиА12ДП.160301.ДТ2.08.01.02Чертеж заготовкиА11ДП.160301.ДТ2.08.01.03СБСтаночное приспособлениеА12ДП.160301.ДТ2.08.01.04СБКонтрольное приспособлениеА12ДП.160301.ДТ2.08.01 ПЛ1Чертёж узла. ПлакатА11ДП.160301.ДТ2.08.01ПЛ2Маршрутный технологический процесс. ПлакатА12ДП.160301.ДТ2.08.01 ПЛ3Карта наладок. ПлакатА12ДП.160301.ДТ2.08.01 ПЛ4Механический цех. ПлакатА11ДП.160301.ДТ2.08.01 ПЛ5Сравнение вариантов
плакатА11ДП.160301.ДТ2.08.01 ПЛ63D модели приспособленийА11Всего листов формата А115
Реферат
Темой дипломного проекта является проект механического цеха по изготовлению корпусных деталей силовых опор ротора ГТД Д30КУ
В процессе выполнения дипломного проекта была проделана следующая работа:
1) Произведен расчет заготовки, применительно к новому методу - штамповка на КГШП, определен тип производства и размер партии деталей, произведен анализ существующего технологического процесса;
2) На основе базового технологического процесса изготовления детали разработан новый, который реализуется с помощью современного оборудования и станочной оснастки с механизированным приводом;
Применение станков с ЧПУ позволило получить ряд преимуществ:
- сокращение общей продолжительности изготовления продукции
- экономию средств на проектирование и изготовление технологической оснастки;
- сокращение сроков подготовки производства
- повышение производительности труда за счет сокращения вспомогательного и основного времени обработки на станке
3) Произведен расчет линейных и диаметральных операционных размеров методом граф;
4) Произведен расчет и выбраны оптимальные режимы резания для инструментов;
5) Рассчитаны нормы времени на операции технологического процесса;
6) Спроектированы станочное и контрольное приспособления, произведен их расчет на силу закрепления и точность;
7) Разработана РТК на операцию 040 для сверлильно-фрезерно-расточного станка 600V;
8) Произведены экономические расчеты, в соответствие с заданием;
9) Разработан механический цех;
10) Произведен анализ возможных и вредных производственных факторов проектируемого механического цеха, а так же произведена оценка на соответствие требованиям эргономики и инженерной психологии;
11) Составлен комплект карт технологического процесса;
12) Произведены исследования влияния технологических условий обработки на точность изготовления нежестких деталей ГТД.
Содержание
Задание2
Реферат7
Введение10
1 назначение и принцип действия изделия12
2 служебное назначение, технические характеристики и технологичность детали16
3 анализ существующего технологического процесса изготовления детали18
4 определение типа производства и размера партии детали19
5 обоснование выбора метода и способа получения заготовки21
6 назначение методов обработки, выбор технологических баз26
7 разработка маршрутного технологического процесса36
8 обоснование выбора оборудования, приспособлений, режущего и измерительного инструментов39
9 расчет операционных размеров41
10 расчет режимов резания75
11 нормирование операций83
12 разработка расчетно-технологическая карты89
13 проектирование специального станочного приспособления93
14 проектирование специального контрольного приспособления113
15 организация производства в цехе126
16 экономические расчеты160
18 безопасность жизнедеятельности203
18 исследование влияния технологических условий обработки на точность изготовления нежестких деталей гтд на примере шарикоподшипника227
Выводы по проекту235
Список используемых источников236
Приложения238
Введение
Улучшение основных параметров двигателей летательных аппаратов, их надежность, ресурс работы, экономичность в эксплуатации тесно связаны с качеством изготовления основных деталей и сборки машины. Высокая точность деталей, требования к их поверхностному слою и физико-химическим свойствам материала, широкое использование жаропрочных, тугоплавких, композиционных материалов и легких сплавов, применение новейших методов получения заготовки и их обработки - характерные особенности производства современных двигателей летательных аппаратов.
Высокие требования к качеству материала заставляют применять особые виды контроля, в том числе рентгеновские методы, методы, основанные на применении изотопов, ультразвука и лазеров.
Почти все основные детали двигателя подвергаются термической или термохимической обработке, место которых в технологическом процессе определяется рядом соображений (требования к качеству деталей, возможность проведения механической обработки).
Для обеспечения требуемой точности обработки при проектировании технологических процессов особое внимание уделяют выбору баз, а также, способам установки заготовки при обработке. С этой же целью поверхности заготовок деталей обрабатывают несколько раз.
Выбирая методы обработки, в особенности на финишных операциях, учитывают требования к поверхностному слою (шероховатость, наклеп, остаточные напряжения, структурное состояние, химический состав), которые обуславливают эксплуатационные свойства деталей.
Для деталей двигателей летательных аппаратов характерна тщательная обработка даже несопрягаемых поверхностей. Это обусловлено стремлением повысить усталостную прочность деталей и их сопротивлением повысить усталостную прочность деталей и их сопротивление коррозии.
Уделяя большое внимание качеству деталей, необходимо также заботиться об экономике производства, добиваться наивысшей производительности труда и снижения себестоимости изготовления.
Таким образом, технология изготовления, особенно операции окончательной обработки, определяют качество деталей машин, их стоимость при изготовлении, надежность и долговечность в эксплуатации.
1 Назначение и принцип действия изделия
Рисунок 1.1 - Схема двигателя Д30КУ
Авиационные двигатели Д-30КУ представляют собой турбореактивные двухконтурные двухвальные двигатели со смешением потоков газа наружных и внутренних контуров.
Двигатель состоит из следующих основных узлов: компрессора, разделительного корпуса с коробками приводов агрегатов, камеры сгорания, турбины, выходного и реверсивного устройства. Компрессор двигателя двухкаскадный, осевой: первый каскад - КНД приводится во вращение ТНД; второй каскад - КВД приводится во вращение ТВД.
Разделительный корпус предназначен для разделения потока воздуха между контурами, а также для размещения деталей центрального привода к передней и задней коробкам приводов. Разделительный корпус является силовым узлом, несущим детали крепления двигателя к самолету, и служит опорой роторов КНД и КВД.
Камера сгорания трубчато-кольцевая, расположена между компрессором и турбиной. В ее конструкции предусмотрена возможность осмотра и замены жаровых труб, газосборников, форсунок и других деталей при частичной разборке двигателя.
Турбина двигателя осевая, реактивная, состоит из ТВД и ТНД. Диски, сопловые и рабочие лопатки обеих ступеней ТВД охлаждаются воздухом, в четырехступенчатой ТНД охлаждаются только диски. Задняя опора турбины является силовым узлом, на котором располагаются детали крепления задней подвески двигателя к самолету.
Выходное устройство имеет камеру смешения и дозвуковое, нерегулируемое реактивное сопло. Реверсивное устройство имеет две наружные отклоняющиеся створки; система управления этим устройством - гидравлическая, замкнутая, автономная.
Опора шарикоподшипника является основной деталью задней опоры КВД, которая представляет собой однорядный опорно-упорный шарикоподшипник, воспринимающий радиальные нагрузки от массовых сил гироскопических моментов ротора КВД, а так же результирующую осевых сил роторов КВД и ТВД.
Рисунок 1.2 - Задняя опора ротора КВД
К неподвижным деталям опоры относятся стакан 13, наружная обойма шарикоподшипника 27, регулировочное кольцо 15, фланец подшипника 14 с маслоуплотнительной прокладкой 11, наружный лабиринтный фланец 8, внутренний лабиринтный фланец 6 с лабиринтной втулкой 4. Неподвижные детали монтируются на корпусе опоры 9 внутреннего кожуха камеры сгорания.
К вращающимся деталям опоры относятся лабиринтные кольца 2, 29, 31, регулировочное кольцо 28 и разрезная внутренняя обойма шарикоподшипника 27, которые монтируются на задней цапфе вала ротора КВД. Пакет вращающихся деталей задней опоры соединяется через приводной вал ротора КВД 24 гайкой 16.
Крутящий момент от приводного вала 24 к валу ротора КВД передается с помощью шлицевого соединения. Гайка 16 фиксируется от самооткручивания упором в наружную обойму роликоподшипника 17.
Стакан 13 запрессован в расточку корпуса опоры 9 внутреннего кожуха камеры сгорания. В этом стакане монтируется наружная обойма шарикоподшипника, фиксируемая в осевом направлении фланцем 14 и регулировочным кольцом 15.
Необходимый осевой зазор между деталями ротора и статора КВД обеспечивается регулировочным Кольцом 28, установленным между задним лабиринтным кольцом 29 и внутренней обоймой шарикоподшипника.
Масло для смазывания и охлаждения шарикоподшипника из масляной магистрали двигателя по каналам в корпусе опоры и кольцевой проточке А подается под давлением через радиальные отверстия, выполненные в стакане 13 и наружной обойме шарикоподшипника, непосредственно на беговую дорожку.
Для предотвращения попадания масла из масляной полости задней опоры ротора КВД в проточную часть в конструкции опоры предусмотрено трехступеичатое лабиринтное уплотнение.
В конструкцию уплотнения входят наружный и внутренний лабиринтные фланцы 8 и 6, лабиринтная втулка 4, переднее лабиринтное кольцо 2, лабиринтное кольцо 31 и заднее лабиринтное кольцо 29, имеющее маслоотражательный бурт.
Фланцы лабиринтов 6 и 8 изготовлены из титанового сплава. На рабочие поверхности фланцев и лабиринтной втулки 4 нанесена легкосрабатываемая уплотнительная масса. Воздух для наддува лабиринтного уплотнения и охлаждения деталей, образующих масляную полость опоры, подводится из наружного контура двигателя в кольцевую полость между наружным 8 н внутренним 6 фланцами лабиринта. Для уменьшения теплоотдачи в масло стенка наружного лабиринтного фланца 8 покрыта теплоизоляционным слоем 3 из асбеста и алюминиевой фольги.
2 Служебное назначение, технические характеристики и технологичность детали
Каждая деталь вводится в конструкцию изделия для выполнения какой-то определённой задачи, цели.
Корпусные детали в основном служат для крепления на них узлов, сборочных единиц и деталей. С их помощью в пределах требуемой точности соединяют и координируют детали сборочной единицы, имеющие какое- либо целевое назначение. Также корпуса выполняют функцию защиты механизма от воздействия внешних факторов.
Опора шарикоподшипника является основной деталью задней опоры КВД, которая представляет собой однорядный опорно-упорный шарикоподшипник, воспринимающий радиальные нагрузки от массовых сил гироскопических моментов ротора КВД, а так же результирующую осевых сил роторов КВД и ТВД.
Самыми ответственными поверхностями детали являются поверхность под посадку подшипника и поверхность крепления детали к кожуху. Они требуют более тщательной обработки. Присутствует множество отверстий для снижения массы, которые в свою очередь снижают жесткость детали.
Деталь "опора шарикоподшипника" массой 7,63 кг, изготавливается из 13Х11Н2В2МФ-Ш (ЭИ961-Ш) ГОСТ 5632-72.
Материал детали - жаропрочная высоколегированная сталь 13Х11Н2В2МФ-Ш ГОСТ 5949-75. Данная сталь применяется для нагруженных деталей, длительно работающих при температурах до 600 °С.; сталь мартенситного класса. Химический состав стали приведен в таблице 2.1
Таблица 2.1 - Химический состав стали 13Х11Н2В2МФ-Ш ГОСТ 5949-75
Марка сплаваХимический состав, %СCrCuMnMoNiPSSi13Х11Н2В2МФ-Ш0,10-0,1610,5-10,20,30,60,35-0,31,5-1,80,030,0250,6
Буква "Ш" в конце марки означает пониженное содержание вредных примесей (фосфор, сера)
Некоторые физико-механические характеристики стали 13Х11Н2В2МФ-Ш ГОСТ 5949-75 приведены в таблице 2.2.
Таблица 2.2 - Физико-механические свойства жаропрочной высоколегированной стали
Стальв0,2, %ψ, %ан, МДж/м2ТвердостьМПа13Х11Н2В2МФ-Ш15201330125561269...321 НВ
3 Анализ существующего технологического процесса изготовления детали
За основу разрабатываемого технологического процесса изготовления опоры шарикоподшипника взят существующий на ОАО "НПО "Сатурн" технологический процесс.
Проанализировав существующий технологический процесс можно выявить ряд недостатков:
- ряд операций можно объединить, что позволит получить экономию времени на обработку и повысить точность изготовления детали за счет исключения переустановок;
- назначены слишком большие припуски на механическую обработку;
- коэффициент использования материала заготовки мал;
- на некоторых операциях используется устаревшее оборудование.
В проектируемый технологический процессе предполагается внести следующие изменения:
- применение новой более экономичной заготовки;
- применение метода концентрации операций, что приведет к снижению затрат времени на установку и снятие детали;
- применение нового механизированного приспособления, за счет чего уменьшится вспомогательное время;
- использование современного оборудования с ЧПУ;
- использование более эффективного инструмента;
4 Определение типа производства и размера партии детали
Определим годовую программу выпуска детали П, шт. :
П=П_1∙m(1+β/100) (4.1)
где П1 - годовая программа выпуска изделий, шт.;
β - количество дополнительно изготовляемых деталей для запасных частей и для восполнения возможных потерь в процентах (b = 5...7%);
m - количество деталей данного наименования.
П=300∙10(1+6/100)=3180 шт. (4.2)
Таким образом, в соответствии с годовой программой выпуска деталей, размерами детали, массой и сложностью детали предварительно считаем производство детали серийным, т.е. изготовление изделий данного наименования производится партиями.
n=(П∙α)/F, (4.3)
где n - количество деталей в партии, шт.;
П - годовая программа выпуска деталей, шт.;
a - число дней, на которые необходимо иметь запас деталей на сборке.
Для обеспечения сборки рекомендуется принимать a =10; число рабочих дней в году F=250.
n=(3180∙10)/250=127,2 шт. (4.4)
Окончательно принимаем :
- программа выпуска детали - 3180 шт;
- размер партии - 127 шт;
- производство - среднесерийное.
5 Обоснование выбора метода и способа получения заготовки
На выбор типа заготовки оказывают влияние следующие основные факторы: форма и размеры детали, материал детали, ее назначение, программа выпуска, производственные возможности цехов и стоимость изготовления тем или иным методом получения заготовки.
Так как материал детали - сталь 13Х11Н2В2МФ-Ш, обладающий плохими литейными свойствами, изготовить заготовку возможно только методами обработки давлением. Таблица 5.1 - Методы и способы получения заготовки
Методы и способы получения заготовкиФакторы выбора метода и способа получения заготовкиСумма факторовФорма и размеры заготовкиТочность формы, размеров и качество поверхностного слоя заготовокТехнологические свойства материалаОбъем выпуска продукцииСроки освоения производстваКовка
Штамповка:
на молотах
на КГШП-
+
+-
-
++
+
+-
+
++
+
-2
4
4
Произведем предварительный технико-экономический расчет двух наиболее приемлемых вариантов получения заготовки для данной детали: способом штамповки на молотах и штамповки на КГШП. Для того, чтобы отдать предпочтение тому или иному методу, произведём расчёты.
1) Штамповка на молотах
Определяем массу заготовки, используя программу Компас-3D
Рисунок 5.1 - Штамповка на молотах
Масса заготовки составляет:
М_заг=39,92
Стоимость поковок из стали 13Х11Н2В2МФ-Ш составляет [1]:
C_опт=150000 руб/т
Стоимость заготовки C_заг, полученной методом штамповки на молотах:
C_заг=C_опт/1000∙М_заг (5.1)
Подставим данные в формулу (5.1):
C_заг=1500/1000∙39,92=5988 руб.
Стоимость механической обработки C_мо:
C_мо=C_чо/1000∙(М_заг-М_дет ), (5.2)
где C_чо- базовая цена черновой механической обработки одной тонны заготовок.
C_мо=16700/1000∙(39,92-7,63)=539,24 руб
Стоимость сдаваемой стружки определяем по с.13 формула 1.7
C_отх=C_стр/1000∙(М_заг-М_дет ), (5.3)
где C_стр - заготовительная цена одной тонны стружки
C_отх=9550/1000∙(39,92-7,63)=308,37 руб.
Стоимость детали рассчитывается по [5], с. 13, формула (1.8)
C_дет1=C_заг+C_мо-C_отх, (5.4)
C_дет1=5988+539,24-308,37=6218,87 руб.
2) Штамповка на КГШП
Аналогично рассчитаем заготовку полученную штамповкой на КГШП.
Рисунок 5.2 - Штамповка на КГШП
Масса заготовки составляет:
М_заг=37,95 кг
Стоимость заготовки C_заг, полученной методом штамповки на КГШП:
C_заг=15000/1000∙37,95=5692,5 руб.
Стоимость механической обработки C_мо:
C_мо=16700/1000∙(37,95-7,63)=506, 34 руб
Стоимость сдаваемой стружки C_отх :
C_отх=9550/1000∙(37,95-7,63)=289,56 руб.
Стоимость детали:
C_дет2=5692,5+506,34-289,56=5909,28 руб.
Экономический эффект для сопоставления способов получения заготовки:
Э=C_дет1-C_дет2=6218,87-5909,28=309,59 руб.
Расчеты показывают, что заготовка полученная на КГШП более экономична. Поэтому будем использовать этот способ.
Рассчитаем коэффициент использования материала по формуле:
Ким=М_дет/М_заг , (5.5)
где М_дет-масса детали; М_дет=7,63 кг ;
М_заг-масса заготовки; М_заг=37,95 кг.
Штамповка на КГШП:
Ким=7,63/37,95=0,2
Штамповка на молотах:
Ким=7,63/39,92=0,19
Таким образом, по результатам технико-экономического расчета, заготовка полученная методом штамповки на КГШП имеет меньшую себестоимость и больший Ким, чем заготовка полученная штамповкой на молотах.
6 Назначение методов обработки, выбор технологических баз
6.1 Назначение методов обработки
Большинство поверхностей детали "Опора шарикоподшипника" имеют форму тел вращения, поэтому обрабатываются с помощью точения или сверления. Пазы могут обрабатываться фрезерованем, или электрофизическими методами. Обозначенные поверхности детали приведены на рисунке 6.1
Рисунок 6.1.1 - Обозначение поверхностей детали
Рассчитываем коэффициенты уточнения:
ξ=ξ_1∙ξ_2...ξ_n, (6.1)
где ξ-технологические операции;
n - число переходов.
Рассчитаем коэффициент уточнения на поверхностей 1, 4, 7, 10, 13
Для достижения заданной точности и шероховатости на данной поверхности необходимо произвести ряд обработок:
- тонкое точение;
- чистовое точение;
- черновое точение.
ξ_общ=Ra_заг/Ra_дет =20/1,6=12,5
Таблица 6.1 - Методы обработки поверхностей
Метод обработкиКоэффициент уточнения по шероховатоститонкое точениеξ_общ=Ra_чист/Ra_тонк =6,3/1,6=3,94чистовое точениеξ_общ=Ra_черн/Ra_чист =12,5/6,3=1,98Черновое точениеξ_общ=Ra_заг/Ra_черн =20/12,5=1,6
ξ_общ^/=ξ_1∙ξ_2∙ξ_3=1,6∙1,98∙3,94=12,5
Рассчитаем коэффициент уточнения для поверхностей 2, 3, 5, 6, 11, 12, 14, 15
Для достижения заданной точности и шероховатости на данной поверхности необходимо произвести ряд обработок:
- чистовое точение;
- черновое точение.
ξ_общ=Ra_заг/Ra_дет =20/6,3=3,17
Таблица 6.2 - Методы обработки поверхностей
Метод обработкиКоэффициент уточнения по шероховатостичистовое точениеξ_общ=Ra_черн/Ra_получист =12,5/6,3=1,98Черновое точениеξ_общ=Ra_заг/Ra_черн =20/12,5=1,6
ξ_общ^/=ξ_1∙ξ_2∙ξ_3=1,6∙1,98=3,17
Рассчитаем коэффициент уточнения для поверхности 8
Для достижения заданной точности и шероховатости на данной поверхности необходимо произвести ряд обработок:
- шлифование;
- тонкое точение;
- чистовое точение;
- черновое точение.
ξ_общ=Ra_заг/Ra_дет =20/0,8=25
Таблица 6.3 - Методы обработки поверхностей
Метод обработкиКоэффициент уточнения по шероховатостишлифованиеξ_общ=Ra_тонк/Ra_шлиф =1,6/0,8=2тонкое точениеξ_общ=Ra_чист/Ra_тонк =6,3/1,6=3,94чистовое точениеξ_общ=Ra_черн/Ra_чист =12,5/6,3=1,98Черновое точениеξ_общ=Ra_заг/Ra_черн =20/12,5=1,6
ξ_общ^/=ξ_1∙ξ_2∙ξ_3∙ξ_4=1,6∙1,98∙3,94∙2=24,9
На основании принятых коэффициентов уточнения назначаем методы обработки (рисунок 6.2)
Рисунок 6.1.2 - Методы обработки
6.2 Выбор технологических баз
6.2.1 Базирование в четырехкулачковом несамоцентрирущем патроне
Рисунок 6.3 - Схема базирования в четырехкулачковом несамоцентрирущем патроне
Точки 1, 2, 3 - явная установочная база, которая лишает заготовку трех степеней свободы: перемещения вдоль оси OZ, вращения вокруг осей OX и OY.
Точки 4, 5 - явная двойная опорная база, которая лишает заготовку двух степеней свободы: перемещение вдоль осей OY и OX.
Точка 6 - скрытая опорная база, лишает деталь одной степени свободы: вращение вокруг оси OZ.
Данная схема применяется для обработки на черновых операциях точения.
6.2.2 Базирование в четырехкулачковом самоцентрирующем патроне
Рисунок 6.4 Базирование в четырехкулачковом самоцентрирующем патроне
Точки 1, 2, 3 - явная установочная база, которая лишает заготовку трех степеней свободы: перемещения вдоль оси OZ, вращения вокруг осей OX и OY.
Точки 4, 5 - скрытая двойная опорная база, которая лишает заготовку двух степеней свободы: перемещение вдоль осей OY и OX.
Точка 6 - скрытая опорная база, лишает деталь одной степени свободы: вращение вокруг оси OZ.
Данная схема базирования применяется на чистовых и финишных операциях точения.
6.2.3 Базирование в специальном приспособлении
Рисунок 6.5 - Базирование в специальном приспособлении
Точки 1, 2, 3 - явная установочная база, которая лишает заготовку трех степеней свободы: перемещения вдоль оси OZ, вращения вокруг осей OX и OY.
Точки 4, 5 - явная двойная опорная база, которая лишает заготовку двух степеней свободы: перемещение вдоль осей OY и OX.
Точка 6 - явная опорная база, лишает деталь одной степени свободы: вращение вокруг оси OZ.
Данная схема базирования применяется на операциях сверления и при электроэрозионной обработке. Шестая опорная точка лишает одной степени свободы и координирует положение заготовки.
7 Разработка маршрутного технологического процесса
Эскизный технологический маршрут с операционными эскизами и указанием схем базирования, операционных размеров и шероховатостей обрабатываемых поверхностей представлен на плакате.
Маршрутный технологический процесс может быть представлен в следующем виде:
Таблица 7.1 - Маршрутный технологический процесс
№ оп.НаименованиеКраткое содержаниеОборудование005ЗаготовительнаяштамповкаКГШП010ТермическаяОтжигПечь015Токарно-карусельная с ЧПУПодрезка торца, обтачивание наружного диаметра, точение внутренних поверхностейТокарно-карусельный станок с ЧПУ 020Токарно-карусельная с ЧПУОбтачивание наружных поверхностей, растачивание отверстияТокарно-карусельный станок с ЧПУ 025Токарно-карусельная с ЧПУПодрезка торца, обтачивание наружного диаметра, точение внутренних поверхностейТокарно-карусельный станок с ЧПУ 030Токарно-карусельная с ЧПУОбтачивание наружных поверхностей, растачивание отверстияТокарно-карусельный станок с ЧПУ 035Токарно-карусельная с ЧПУПодрезка торцевТокарно-карусельный станок с ЧПУ 040Токарно-карусельная с ЧПУРастачивание отверстия, подрезка торцев.Токарно-карусельный станок с ЧПУ 045МоечнаяПромывка детали в содохромпиковом раствореМоечная машина050Сверлильная с ЧПУСверление, зенкерование отверстийСверлильно-фрезерно-расточной станок с ЧПУ 055ЭлектроэрозионнаяПрошивка пазовЭлектроэрозионный копировально-прошивочный станок С ЧПУ 060СверлильнаяСверление, зенкерование отверстийРадиально-сверлильный станок 065Сверлильная с ЧПУСверление, зенкерование отверстий, нарезание резьбыСверлильно-фрезерно-расточной станок с ЧПУ 070ТурбоабразивнаяСкругление острых кромокТурбоабразивная установка075МоечнаяПромывка детали в содохромпиковом раствореМоечная машина080СверлильнаяСверление отверстийВертикально-сверлильный станок 085Сверлильная с ЧПУСверление, зенкерование отверстий, нарезание резьбыСверлильно-фрезерно-расточной станок с ЧПУ 090МоечнаяПромывка детали в содохромпиковом раствореМоечная машина095Карусельно-шлифовальнаяШлифование отверстияКарусельно-шлифовальный станок100МоечнаяПромывка детали в содохромпиковом раствореМоечная машина105Магнитный контрольВыявление дефектов в детали110КонтрольнаяПроверяются все размеры, технические требования, согласно конструкторскому чертежуСтол контрольный 8 Обоснование выбора оборудования, приспособлений, режущего и измерительного инструментов
Для черновых токарно-карусельных операций выбираем токарно-карусельный станок с ЧПУ VNL803Н. Станок обладает хорошей жесткостью и стабильностью при обработке.
Для чистовых токарно-карусельных операций выбираем токарно-карусельный станок с ЧПУ V-Turn A800 CNC. Станок обладает высокой жесткостью, что позволяет сохранять долгосрочную высокую точность, высокая надежностью, функциональным и удобным в применении ЧПУ.
Для сверления отверстий, зенкерования отверстий и нарезания резьбы применяется сверлильно-фрезерно-расточной станок с ЧПУ 600V. Так же применяются радиально-сверлильный станок RD-100, вертикально-сверлильный VDM-50Vn.
Для изготовления пазов используется электроэрозионный копировально-прошивочный станок с ЧПУ EA12D. Данное оборудование замещает операции сверления и фрезерования по сравнению с базовым технологическим процессом, что упрощает их получение.
Шлифование будем осуществлять на карусельно-шлифовальном станке 3Н762CNC.
В разрабатываемом технологическом процессе используются следующие приспособления:
для токарной обработки: четырехкулачковый несамоцентрирующий патрон (для черновой обработки), четырехкулачковый самоцентрирующий патрон (для чистовой обработки); для электроэрозионной, шлифовальной сверлильных операций используются специальные станочные приспособления.
Инструмент применяемый в разрабатываемом технологическом процессе фирмы ISCAR: твердосплавные сверла, и пластины. При небольшом объеме производства главными средствами измерения служат универсальные инструменты: штангенциркули, микрометры. Когда применение универсального измерительного инструмента не рационально необходимо использовать специально спроектированную оснастку. Для данной детали широко используются различные шаблоны. . Шероховатость поверхностей обычно контролируют сравнением обрабатываемой поверхности с эталоном.
9 Расчет операционных размеров
9.1.1 Расчет длинновых размеров
Под операционными размерами понимается размер, проставленный на опера-ционном эскизе и характеризующий величину обрабатываемой поверхности, или взаимное расположение обрабатываемых поверхностей относительно других по-верхностей, линий или точек детали. Расчёт операционных размеров сводится к задаче правильного определения величины операционного припуска и величины операционного допуска с учётом конкретных особенностей разрабатываемого технологического процесса.
Наиболее целесообразным при расчёте длинновых операционных размеров является применение теории графов. На каждую самостоятельную геометрическую структуру операционных размеров на основании исходных данных составляется схема обработки детали, в которой изображается эскиз детали с указанием длин-новых чертёжных размеров и операционных припусков. На схеме указывают раз-мерные линии.
Минимальные припуски:
Z min = R zi-1 + T i-1 +Δ (9.1.1.1)
где R zi-1-Высота неровностей профиля;
T i-1-Глубина дефектного слоя;
Δ-Погрешность формы;
Припуски на черновое точение:
14Z15min=1Z2min=7Z8min=9Z10min=16Z17min=22Z23min=26Z27min= =100+100+(500+430)=1030 мкм = 1,13 мм.
Припуски на чистовое точение:
2Z3 min =6Z7 min= 10Z11 min=13Z14 min =17Z18 min=21Z22 min=25Z26 min= =50+50+60=120 мкм = 0,16 мм.
Припуски на тонкое точение:
12Z13 min =18Z19 min= 20Z21 min= 24Z25 min=25+25=50 мкм = 0,05
Зная приближенную величину операционного размера или заготовки, по имеющимся нормативам, нетрудно назначить допуски на эти размеры в зависимости от метода обработки:
Т1А27 = 4,5 мм, Т1А8 = 3,6 мм , Т27А23 = 3,6 мм, Т27А15 = 3,6 мм,
Т1А16 = 4,5 мм, Т1А9 = 4,0 мм, Т27А2 = 2,48 мм, Т2А17 = 0,52 мм,
Т2А10 = 1,0 мм, Т2А26 =0,46 мм, Т2А22 = 0,74 мм, Т2А7 = 0,7 мм,
Т2А14 = 0,62 мм, Т26А3 = 0,06 мм, Т3А25 = 0,1 мм, Т21А4 = 0,06 мм,
Т3А6 = 0,15 мм, Т3А5=0,1 мм, Т3А21=0,06 мм, Т4А20=0,02 мм,
Т3А13 = 0,16 мм, Т4А12 =0,06 мм, Т26А18 = 0,21 мм, Т21А19 = 0,06 мм,
Т26А11 = 0,06 мм, Т4А24 = 0,1мм.
На все длинновые чертёжные размеры определяем численные значения допусков и отклонений, заданные конструктором:
4С20=〖71〗^(+0,2)
4С24=〖80〗_(-0,1)
4С12=〖45〗_(-0,062)
11С12=5^(+0,3)
19С20=7^(+0,36)
3С4=4_(-0,12)
4C5=5_(-0,5)^(+1,0)
5С6=6_(-0,3)
Допуски на операционные припуски: Т20Z21=T21A4 +T4A20 = 60 + 40 = 100 Т24Z25=T3A25+T21A4+T3A21+T4A24=100 + 60 +20 + 100 = 280
Т25Z26 = T26A3 + T3A25 = 60 + 100 = 160
Т12Z13=T3A13+T21A4+4А12+3А21 = 160+60+60+20 = 300
Т18Z19=T26A18+T3A21 +T26A3 +T21A19=210+60+20+60 = 350
Т2Z3=T2A26+T26A3=460+60=520
T17Z18=T2A26+T26A18+T2A17=460+210+520=1190
T10Z11=T2A26+T26A11+T2A10=460+60+1000 = 1520
T21Z22=T2A22+T26A3+T2A26+T3A21=740+60+460+20 = 1280
T6Z7= T2A7+T26A3+T2A26+T3A6=700+60+460+150=1370
T13Z14=T2A14+T26A3+T2A26+Т3А13=620+60+460+160 = 1300
T26Z27=T27A2+T2A26=2480+460=2940
T22Z23 = T27A2+T2A22+T27A23=2480+740+3600=6820
T14Z15=T27A2+T2A14+T27A25=2480+620+3600=6700
T1Z2=T1A27+T27A2 =4500+2480=6980
T7Z8=T1A8+T27A2+T1A27+T2A7=3600+2480+4500+700=11280
T16Z17=T1A27+T2A17+T27A2+T1A16=4500+520+2480+4500=12000
T9Z10=T1A27+T2A10+T27A2+T1A9=4500+1000+2480+4000=11980
Граф исходных структур
Граф производных структур
Граф размерных цепей
Производим расчёт длинновых операционных размеров, используя данные из промежуточных вычислений:
Определение операционного размера 4А24
4А24 = 2С24
〖4С24〗_max=〖4A24〗_max=80 мм
〖4С24〗_min=〖4A24〗_min=79,9 мм
〖4A24〗_min=〖80〗_(-0,1) мм
Определение операционного размера 4А20
4А20 = 4С20
〖4С20〗_max=〖4A20〗_max=71,2 мм
〖4С20〗_min=〖4A20〗_min=71 мм
принимаем 4A20 = 〖71〗^(+0,06)
Определение операционного размера 4А12
4А12 = 4С20
〖4С12〗_max=〖4A12〗_max=44,938 мм
〖4С12〗_min=〖4A12〗_min=45 мм
〖4A12〗_min=44,938 мм
4A12=〖45〗_(-0,062) мм
Определение операционного размера 21А4
21А4 = 4А20 + 20z21
〖20z21〗_max=〖21A4〗_max-〖4A20〗_min; 〖24z25〗_min=〖21A4〗_min-〖4A20〗_max
〖21A4〗_max=〖20z21〗_max+〖4A20〗_min=0,05+0,1+71=71,15 мм
〖21A4〗_min=〖20z21〗_min+〖4A20〗_max=0,05+71,06=71,11 мм
Корректировка +0,05
принимаем 21A4 = 〖71,2〗_(-0,04)
〖20z21〗_max=71,2-71=0,2мм
〖24z25〗_min=71,16-71,06=0,1 мм
Определение операционного размера 21А19
21А19 = 21А4 + 19С20 - 4А20
〖19C20〗_max=〖21A19〗_max+〖4A20〗_max-〖21A4〗_min;
〖19C20〗_min=〖21A19〗_min+〖4A20〗_min-〖21A4〗_max
〖21А19〗_max=〖19C20〗_max+〖21A4〗_min-〖4A20〗_max=7,36+71,16-71,06=7,46мм
〖21А19〗_min=〖19C20〗_min+〖21A4〗_max-〖4A20〗_min=7,0+71,2-71,0=7,2 мм
принимаем 21A19 = 〖7,2〗^(+0,06) 〖19C20〗_max=7,26+71,06-71,16=7,16
〖19C20〗_min=7,2+71,0-71,2=7
Определение операционного размера 3А21
3A21 = 3C4 + 21А4
〖3C4〗_max=〖3A21〗_max-〖21A4〗_min
〖3C4〗_min=〖3A21〗_min-〖21A4〗_max
〖3А21〗_max=〖3C4〗_max+〖21A4〗_min=4+71,16=75,16 мм
〖3А21〗_min=〖3C4〗_min+〖21A4〗_max=3,88+71,2=75,08 мм
принимаем 21A4 = 〖75,1〗_(-0,02) мм
〖3C4〗_max=75,1-71,16=3,94 мм
〖3C4〗_min=75,08-71,2=3,88 мм
Определение операционного размера 3А25
3А25 = 3А21 + 24z25+4А24- 21А4
〖24z25〗_max=〖3A25〗_max+〖21A4〗_max-〖3A21〗_min-〖4A24〗_min;
〖24z25〗_min=〖3A25〗_min+〖21A4〗_min-〖3A21〗_max-〖4A24〗_max
〖3A25〗_max=〖〖24z25〗_max+3A21〗_min+〖4A24〗_min-〖21A4〗_(max=)=(0,05+0,28)+75,08+79,9-71,16=84,15 мм
〖3A25〗_min=〖〖24z25〗_min+3A21〗_max+〖4A24〗_max-〖21A4〗_min=0,05+75,1+80-71,2==83,95 мм
Корректировка +0,05
принимаем 3A25 = 〖84,2〗_(-0,19) мм
〖24z25〗_max=84,2+71,16-75,08-79,9=0,38 мм
〖24z25〗_min=84,01+71,2-75,1-80=0,11 мм
Остальные размеры рассчитываем аналогичным образом и записываем в ведомость (таблица 9.1)
Таблица 9.1 - Ведомость расчета длинновых операционных размеров
Исходные размерыОперационные размерыОбозначение размеровЗаданный исходный размерПолученный исходный размер с учетом корректировкиОбозначение размеровВеличина принятого допускаУравнение размеров цепиРасчетный операционный размерВеличина корректировки с учетом увеличения припускаПринятый операционный размерmaxminmaxmin1234567894С24〖80〗_(-0,1)8079,94А24-0,14С24=4А248079,9〖80〗_(-0,1)4С20〖71〗^(+0,2)71,06714А20+0,064С20=4А2071,0671〖71〗^(+0,06)4С12〖45〗_(-0,062)4544,9384А12-0,0624С12=4А124545,938〖45〗_(-0,062)20z21〖0,05〗^(+0,1)0,20,121А4-0,0420z21=21А4-4А2071,1571,11+0,05〖71,2〗_(-0,04)19С207^(+0,36)7,167,021А19+0,0619С20=21А19+4А20-21А47,487,2〖7,2〗^(+0,06)3С44_(-0,12)3,943,883А21-0,063С4 = 3А21 - 21А475,3475,28〖75,1〗_(-0,02)24z25〖0,05〗^(+0,28)0,380,113А25-0,1924z25=3А25+21А4-3А21-4А2484,1584,01+0,05〖84,2〗_(-0,19)12z13〖0,05〗^(+0,34)0,4820,23А13-0,1612z13=3А13+21А4-4А12-3А2149,20848,99+0,092〖49,3〗_(-0,16)4С55_(-0,5)^(+1,0)4,774,563А5+0,154С5=3А5+21А4-3А219,888,44+0,06〖8,5〗^(+0,15)5С66^(+0,3)6,36,053А6+0,15С6=3А6-3А514,814,65〖14,7〗^(+0,1)
Исходные размерыОперационные размерыОбозначение размеровЗаданный исходный размерПолученный исходный размер с учетом корректировкиОбозначение размеровВеличина принятого допускаУравнение размеров цепиРасчетный операционный размерВеличина корректировки с учетом увеличения припускаПринятый операционный размерmaxminmaxmin12345678925z26〖0,16〗^(+0,16)0,590,3426А3-0,0618z19=26А18+3А21-26А3-21А1984,5284,17+0,08〖84,6〗_(-0,06)18z19〖0,16〗^(+0,35)0,560,2126А18-0,2118z19=26А18+3А21-26А3-21А1917,1916,94+0,05〖17,2〗_(-0,21)11С125^(+0,3)5,35,05826А11-0,0611С12=26А11-26А3+3А21-21А4+4А1240,940,782〖40,9〗_(-0,06)2z3〖0,16〗^(+0,52)0,760,242А26-0,462z3=2A26-26A385,2284,76+0,08〖85,3〗_(-0,46)17z18〖0,16〗^(+1,19)1,410,222А17+0,5217z18=2А26-26А18-2А1767,4866,96-0,06〖66,9〗^(+0,52)10z11〖0,16〗^(+1,52)1,760,242А10+1,0010z11=2А26-26А11-2А1043,7842,78-0,08〖42,7〗^(+1,00)21z22〖0,16〗^(+1,28)1,560,22А22-0,7421z22=2А22-2А26+26А3-3А2176,7676,08+0,04〖76,8〗_(-0,74)6z7〖0,16〗^(+1,37)1,560,242А7-0,76z7=2А7-2А26+26А3-3А616,4715,72+0,03〖16,5〗_(-0,7)
Исходные размерыОперационные размерыОбозначение размеровЗаданный исходный размерПолученный исходный размер с учетом корректировкиОбозначение размеровВеличина принятого допускаУравнение размеров цепиРасчетный операционный размерВеличина корректировки с учетом увеличения припускаПринятый операционный размерmaxminmaxmin12345678913z14〖0,16〗^(+1,3)1,520,222А14-0,6213z14=2А14-2А26+26А3-3А1350,8450,22+0,06〖50,9〗_(-0,62)26z27〖1,13〗^(+2,94)4,161,2227А2-2,4826z27=27А2-2А2688,9186,43+0,09〖89,0〗_(-2,48)22z23〖1,13〗^(+6,82)8,021,4227А23+1,2
-2,422z23=27А2-2А22-27А238,594,77-0,07〖7,1〗_(-2,4)^(+1,2)14z15〖1,13〗^(+6,7)7,921,1327А15+1,2
-2,414z15=27А2-2А14-27А2534,530,99-0,09〖33,3〗_(-2,4)^(+1,2)1z2〖1,13〗^(+6.98)8,181,41А27+3,0
-1,51z2=1А27-27А294,6390,13+0,07〖91,7〗_(-1,5)^(+3,0)7z8〖1,13〗^(+11,28)12,51,421А8+2,4
-1,27z8=1А8-1А27+27А2-2А729,6125,81+0,09〖27,3〗_(-1,2)^(+2,4)16z17〖1,13〗^(+12)131,21А16+1,5
-3,016z17=1A27-27А2+2А17-1А1667,162,47-0,07〖65,6〗_(-3,0)^(+1,5)9z10〖1,13〗^(+11,98)13,081,31А9+1,3
-2,79z10=1А27-27А2+2А10-1А942,8738,87-0,07〖41,5〗_(-2,7)^(+1,3)
9.1.2 Расчет длинновых операционных размеров (по полотну диска)
Минимальные припуски:
Z min = R zi-1 + T i-1 +Δ (9.2.1.1)
где R zi-1-Высота неровностей профиля;
T i-1-Глубина дефектного слоя;
Δ-Погрешность формы;
Припуски на черновое точение:
28Z29 min =32Z33 min =34Z35 min= 38Z39 min= 50+50+(500+430)=
=1030 мкм = 1,13 мм.
Припуски на чистовое точение:
29Z30 min =31Z32 min= 35Z36 min=37Z38 min = 25+25+70=
=120 мкм = 0,16 мм.
〖28z29〗^/=〖32z33〗^/=1,13/(cos30°)=1,74
〖29z30〗^/=〖31z32〗^/=0,16/(cos30°)=0,25
Зная приближенную величину операционного размера или заготовки, по имеющимся нормативам, нетрудно назначить допуски на эти размеры в зависимости от метода обработки:
Т1А28 = 3,6 мм, Т28А33 = 3,6 мм, Т1А34 = 4,5 мм, Т34А39 = 3,6 мм
Т2А29 = 0,43 мм, Т26А32 = 0,74 мм, Т3А30 = 2,9 мм, Т30А31 = 0,3 мм
Т2А35 = 0,74 мм, Т26А38 = 0,43 мм, Т3А36 = 2,5 мм, Т36А37 = 0,3 мм
На все длинновые чертёжные размеры определяем численные значения допусков и отклонений, заданные конструктором:
30С31=〖3,2〗_(-0,3)
36С37=4_(-0,3)
3С30=〖16〗_(-1,0)^(+1,9)
3С36=〖58〗_(-1,0)^(+1,5)
Допуски на операционные припуски: T29Z30=T26A3+T2A29+T2A26+Т3А30 = 60+430+460+2900=3850
Т28Z29=T2A29+T27A2+T1A27+T1A28=430+2480+4500+3600=11010
Т31Z32=T26A32+T26A3+T30A31+T3A30=740+60+300+2900=4000
Т32Z33=T27A2+T1A28+T26A32+T2A26+Т1А27+Т28А33=2480+3600+
+740++460+4500+3600=15380
T35Z36=T3A36+T2A36+T26A3+Т2А35 = 2500+460+60+740=3760
Т34Z35=T2A35+T1A27+T27A2+T1A34=740+4500+2480+4500=12220
Т37Z38=T26A38+T26A3+T36A37+T3A36=430+60+300+2500=3290
Т38Z39=T27A2+T1A34+T26A38+T2A26+Т1А27+Т34А39=2480+4500+
+430+460+4500+3600=15970
Граф исходных структур
Граф производных структур
Граф размерных цепей
Производим расчёт длинновых операционных размеров, используя данные из промежуточных вычислений:
Определение операционного размера 3А30
3С30=〖16〗_(-1,0)^(+1,9) мм
〖3С30〗_max=17,9 мм;
〖3С30〗_min=15 мм
принимаем 3A30 =〖 15〗^(+2,9) мм 30С31=〖3,2〗_(-0,3 ) мм
〖30С31〗_max=3,2 мм;
〖30С31〗_min=2,9 мм
принимаем 30A31 = 〖3,2〗_(-0,3) мм
3С36=3А36=〖62,2〗_(-1,0)^(+1,5) мм
〖3С36〗_max=〖3A36〗_max=63,7 мм;
〖3С36〗_min=〖3A36〗_min=61,2 мм
принимаем 3A36 =〖 61,2〗^(+2,5) мм
36С37=4_(-0,3) мм
〖36С37〗_max=4 мм
〖36С37〗_min=3,7 мм
принимаем 36A37 = 4_(-0,3) мм
Определение операционного размера 26А32
26А32=26А3-30А31-31z32-3А30
〖31z32〗_max=〖26A3〗_max-〖26A32〗_min-〖30A31〗_min-〖3A30〗_min;
〖31z32〗_min=〖26A3〗_min-〖26A32〗_max-〖30A31〗_max-〖3A30〗_max
〖26A32〗_max=〖〖26А3〗_min-30A31〗_max-〖31z32〗_min-〖3A30〗_max=84,54-3,2-0,25-17,9=63,19мм
〖26A32〗_min=〖〖26А3〗_max-30A31〗_min-〖31z32〗_max-〖3A30〗_min=84,6-2,9-(0,25+4)-15=62,45 мм
Корректировка -0,05
принимаем 26A32 = 〖62,4〗^(+0,74) мм
〖31z32〗_max=〖26A3〗_max-〖26A32〗_min-〖30A31〗_min-〖3A30〗_min=84,6-62,4-2,9-15=4,3 мм;
〖31z32〗_min=〖26A32〗_max-〖26A3〗_max+〖30A31〗_min+〖3A30〗_min=84,54-63,14-3,2-17,9=0,3 мм
Определение операционного размера 2А29
2А29=3А30+2А26-29z30-26А3
〖29z30〗_max=〖3A30〗_max+〖2A26〗_max-〖26A3〗_min-〖2A29〗_min;
〖29z30〗_min=〖3A30〗_min+〖2A26〗_min-〖26A3〗_max-〖2A29〗_max
〖2A29〗_max=〖3〖А30〗_min+2A26〗_min-〖29z30〗_min-〖26A3〗_max=15+84,84-0,25-84,6=14,99мм
〖2A29〗_min=〖3〖А30〗_max+2A26〗_max-〖29z30〗_max-〖26A3〗_min=17,9+85,3-(0,25+3,85)-84,54=14,56мм
Корректировка -0,06
принимаем 2A29 = 〖14,5〗^(+0,43) мм
〖29z30〗_max=〖3A30〗_max+〖2A26〗_max-〖26A3〗_min-〖2A29〗_min=17,9+85,3-84,54-14,5=4,16 мм;
〖29z30〗_min=〖3A30〗_min+〖2A26〗_min-〖26A3〗_max-〖2A29〗_max=15+84,84-84,6-14,93=0,31 мм
Определение операционного размера 1А28
1А28=2А29+1А27-28z29-27А2
〖28z29〗_max=〖2A29〗_max+〖1A27〗_max-〖27A2〗_min-〖1A28〗_min;
〖28z29〗_min=〖2A29〗_min+〖1A27〗_min-〖27A2〗_max-〖1A28〗_max
〖1A28〗_max=〖〖2A29〗_min+〖1A27〗_min-28z29〗_min-〖27A2〗_max=14,93+90,2-1,74-89=14,39мм
〖1A28〗_min=〖〖2A29〗_max+〖1A27〗_max-28z29〗_max-〖27A2〗_min=14,5+94,7-(1,74+11,01)-86,52=9,93 мм
Корректировка -0,09
принимаем 1A28 = 〖13,1〗_(-2,4)^(+1,2) мм
〖28z29〗_max=〖2A29〗_max+〖1A27〗_max-〖27A2〗_min-〖1A28〗_min=14,3+94,7-86,52-11,8=9,44 мм
〖28z29〗_min=〖2A29〗_min+〖1A27〗_min-〖27A2〗_max-〖1A28〗_max=10,7+90,2-89-8,2=3,7 мм
Таблица 9.1.2 - Ведомость расчета длинновых операционных размеров
Исходные размерыОперационные размерыЗаданный исходный размерПолученный исходный размер с учетом корректировкиОбозначение размеровВеличина принятого допускаУравнение размеров цепиРасчетный операционный размерВеличина корректировки с учетом увеличения припускаПринятый операционный размерmaxminmaxmin23456789〖3,2〗_(-0,3)3,22,930А31-0,330С31=30А313,22,9〖3,2〗_(-0,3)4_(-0,3)43,736А37-0,336С37=30А3143,74_(-0,3)〖16〗_(-1,0)^(+1,9)17,9153А30+2,93С30=3А3017,915〖 15〗^(+2,9)〖62,2〗_(-1,0)^(+1,5)63,761,23А36+2,53С36=3А3663,761,2〖 61,2〗^(+2,5)〖0,25〗^(+4),4,30,326А32+0,7431z32=26A3-26A32-30A31-3A3063,1962,45-0,05〖62,4〗^(+0,74)〖0,25〗^(+3,85)4,160,312А29+0,4329z30=3A30+2A26-26A3-2A2914,9914,56-0,06〖14,5〗^(+0,43)〖0,25〗^(+3,29)3,60,3126А38+0,4337z38=26A3-26A38-36A37-3A3616,5916,16-0,06〖16,1〗^(+0,43) 〖0,25〗^(+3,76)6,562,82А35+0,7435z36=3A36+2A26-26A3-2A3561,1957,9-0,05〖57,9〗^(+0,74)〖1,74〗^(+12,22)10,426,31А34+1,2
-2,434z35=2A35+1A27-27A2-1A3457,3652,86-0,06〖55,2〗_(-2,4)^(+1,2)Исходные размерыОперационные размерыЗаданный исходный размерПолученный исходный размер с учетом корректировкиОбозначение размеровВеличина принятого допускаУравнение размеров цепиРасчетный операционный размерВеличина корректировки с учетом увеличения припускаПринятый операционный размерmaxminmaxmin23456789〖1,74〗^(+15,97)17,792,7234А39+1,2
-2,438z39=26A38+27A2+1A34+34A39-2A26-1A2730,8226,32+0,08〖29,7〗_(-2,4)^(+1,2)〖1,74〗^(+11,01)9,443,71А28+1,2
-2,428z29=2A29+1A27-27A2-1A2814,399,93-0,09〖13,1〗_(-2,4)^(+1,2)〖1,74〗^(+15,38)17,21,8228А33+1,2
-2,432z33=26A32+27A2+1A28+28A33-2A26-1A27;
25,7222,12+0,08〖24,6〗_(-2,4)^(+1,2)
9.2 Расчет диаметральных размеров
Таблица 9.2.1 - Ведомость расчета операционных размеров при обработке наружной поверхности 〖∅532h11〗_(-0,44); Ra 6,3
№Наименование
операцииОпер. Припуск (минимальный)Операционный размерОбозначениеВеличинаОбозначениеФормула расчетапринятыйЗаготовкаШтамповка--D_загD_заг=D_15+TD_заг+〖2Z〗_15〖∅538,5〗_(-2,1)^(+4,2)15Токарно-карусельнаяZ0151,13D_15D_15=D_25+TD_15+〖2Z〗_25〖∅534,1〗_(-1,75)25Токарно-карусельнаяZ0250,16D_25D_25=D_черт〖∅532〗_(-0,44)
Таблица 9.2.2 - Ведомость расчета операционных размеров при обработке наружной поверхности 〖∅245h7〗_(-0,046); Ra 1,6
№Наименование
операцииОпер. Припуск (минимальный)Операционный размерОбозначениеВеличинаОбозначениеФормула расчетапринятыйЗаготовкаШтамповка--D_загD_заг=D_15max+TD_заг+〖2Z〗_15〖∅251,2〗_(-2,1)^(+4,2)015Токарно-карусельнаяZ0151,13D_15D_15=D_25max+TD_15+〖2Z〗_25〖∅246,8〗_(-1,15)25Токарно-карусельнаяZ0250,16D_25D_25=D_35max+TD_25+〖2Z〗_35〖∅245,3〗_(-0,185)35Токарно-карусельнаяZ0350,05D_35D_35=D_черт〖∅245〗_(-0,046)
Таблица 9.2.3 - Ведомость расчета операционных размеров при обработке наружной поверхности 〖∅224h11〗_(-0,29); Ra 6,3
№Наименование
операцииОпер. Припуск (минимальный)Операционный размерОбозначениеВеличинаОбозначениеФормула расчетапринятыйЗаготовкаШтамповка--D_загD_заг=D_15max+TD_заг+〖2Z〗_15〖∅229,7〗_(-1,9)^(+3,7)15Токарно-карусельнаяZ0151,13D_15D_15=D_25max+TD_15+〖2Z〗_25〖∅225,5〗_(-1,15)25Токарно-карусельнаяZ0250,16D_25D_25=D_черт〖∅224h11〗_(-0,29)
Таблица 9.2.5 - Ведомость расчета операционных размеров при обработке наружной поверхности 〖∅214H11〗^(+0,046); Ra 0,8
№Наименование
операцииОпер. Припуск (минимальный)Операционный размерОбозначениеВеличинаОбозначениеФормула расчетапринятыйЗаготовкаШтамповка--D_загD_заг=D_20max-TD_заг-〖2Z〗_20〖∅208,9〗_(-4,2)^(+2,1)020Токарно-карусельнаяZ0151,13D_20D_20=D_30max-TD_20-〖2Z〗_30〖∅212,2〗^(+1,15)
№
Наименование
операции
Опер. Припуск (минимальный)
Операционный размерОбозначениеВеличинаОбозначениеФормула расчетапринятый030Токарно-карусельнаяZ0250,16D_30D_30=D_40max-TD_30-〖2Z〗_40〖∅213,4〗^(+0,29)040Токарно-карусельнаяZ0350,1D_40D_40=D_95max-TD_40-〖2Z〗_95〖∅213,8〗^(+0,072)95ШлифовальнаяZ0950,05D_95D_95=D_черт〖∅214〗^(+0,046)
Таблица 9.2.4 - Ведомость расчета операционных размеров при обработке наружной поверхности 〖∅290h11〗^(+1,3); Ra 6,3
№Наименование
операцииОпер. Припуск (минимальный)Операционный размерОбозначениеВеличинаОбозначениеФормула расчетапринятыйЗаготовкаШтамповка--D_загD_заг=D_15max-TD_заг-〖2Z〗_15〖∅286,1〗_(-4,2)^(+2,1)15Токарно-карусельнаяZ0151,13D_15D_15=D_25max-TD_15-〖2Z〗_25〖∅288,8〗^(+2,1)25Токарно-карусельнаяZ0250,16D_25D_25=D_черт〖∅290〗^(+1,3)
Таблица 9.2.6 - Ведомость расчета операционных размеров при обработке наружной поверхности 〖∅248〗_(-0,5); Ra 1,6
№Наименование
операцииОпер. Припуск (минимальный)Операционный размерОбозначениеВеличинаОбозначениеФормула расчетапринятыйЗаготовкаШтамповка--D_загD_заг=D_20max+TD_заг+〖2Z〗_20〖∅253,5〗_(-2,1)^(+4,2)020Токарно-карусельнаяZ0201,13D_30D_30=D_30max+TD_20+〖2Z〗_30〖∅249,1〗_(-0,72)030Токарно-карусельнаяZ0300,16D_30D_30=D_черт〖∅248〗_(-0,5)
Таблица 9.2.7 - Ведомость расчета операционных размеров при обработке наружной поверхности ∅294±1; Ra 6,3
№Наименование
операцииОпер. Припуск (минимальный)Операционный размерОбозначениеВеличинаОбозначениеФормула расчетапринятыйЗаготовкаШтамповка--D_загD_заг=D_20max+TD_заг+〖2Z〗_20〖∅301,8〗_(-2,1)^(+4,2)20Токарно-карусельнаяZ0201,13D_30D_30=D_30max+TD_20+〖2Z〗_30〖∅297,4〗_(-2,1)30Токарно-карусельнаяZ0300,16D_30D_30=D_черт∅294±1
Таблица 9.2.8 - Ведомость расчета операционных размеров при обработке наружной поверхности 〖∅198H11〗^(+0,29); Ra 6,3
№Наименование
операцииОпер. Припуск (минимальный)Операционный размерОбозначениеВеличинаОбозначениеФормула расчетапринятыйЗаготовкаШтамповка--DзагD_заг=D_20max+TD_заг+〖2Z〗_20〖∅193,7〗_(-3,7)^(+1,9)20Токарно-карусельнаяZ0201,13D020D_30=D_30max+TD_20+〖2Z〗_30〖∅196,8〗^(+1,15)30Токарно-карусельнаяZ0300,16D030D_30=D_черт〖∅198〗^(+0,29)
9.3 Корректировка размеров заготовки
После расчета операционных размеров, необходимо произвести корректировку размеров заготовки.
Построим чертеж заготовки (рисунок 9.3.1)
Рисунок 9.3.1 - Заготовка
Массу заготовки определим при помощи средств САПР
Мзаг=37,92 кг
10 Расчет режимов резания
10.1 Токарная обработка
Элементы режима резания обычно устанавливают в порядке, указанном ниже:
Глубина резания t: при черновой обработке назначают по возможности максимальную глубину резания, равную всему припуску на обработку или большей части его. При чистовой обработке - в зависимости от требований точности размеров и шероховатости обработанной поверхности.
Подача S: при черновой обработке выбирают максимально возможную подачу, исходя из мощности и жесткости системы СПИЗ, мощности привода станка, прочности твердосплавной пластинки и других ограничивающих факторов; при чистовой обработке - в зависимости от требований точности и шероховатости обработанной поверхности.
Стойкость Т: период времени работы инструмента до затупления. Скорость резания v, м/мин при продольном и поперечном точении и растачивании рассчитывают по [3], с. 265, формула (4.4).
v=C_v/(T^m∙t^x∙S^y )∙K_v , (10.1.1)
где Т - период стойкости инструмента, мин;
t - глубина резания, мм;
S - подача, мм/мин;
Кv - поправочный коэффициент.
Значения Сv и показателей степени (m, x, y) берутся из [3], с. 269, таблица 17.
K_v=K_mv∙K_nv∙K_uv, (10.1.2) где Кмv - коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала ([3], с. 261-263, таблицы 1-4);
Кпv - коэффициент, отражающий качество поверхности заготовки ([3], с. 263, таблица 5);
Киv - коэффициент, учитывающий качество материала инструмента, ([3], с. 263, таблица 6).
Силу резания, принято раскладывать на составляющие силы, направленные по осям координат станка (тангенциальную Pz, радиальную Py, осевую Px). При наружном продольном и поперечном точении, растачивании, отрезании, прорезании пазов, фасонном точении эти составляющие Px,y,z, Н рассчитывают по [3], с. 271, формула (4.5). P_(x,y,z)=10∙C_p∙t^x∙S^y∙v^n∙K_p, (10.1.3) где t - длина лезвия резца, мм; S - подача, мм/мин;
v - скорость резания, м/мин;
Кр - поправочный коэффициент.
Постоянная Ср и показатели степени (x, y, n) берутся из [3], с. 273, таблица 22. K_p=K_мp∙K_φp∙K_λp∙K_yp∙K_γp, (10.1.4) где Кмр - коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала на силовые зависимости ([3], с. 264, таблица 9);
Кyp, Кр, Кр, Кrр - коэффициенты учитывающие влияние геометрических параметров режущей части на составляющие силы резания ([3], с. 275, таблица 23).
Мощность резания N, кВт, рассчитывают по [3], с. 271, формула (4.6).
N=(P_z∙v)/(1020∙60) , (10.1.5)
где Pz - осевая составляющая силы резания, Н;
v - скорость резания, м/мин.
Число оборотов станка n , об/мин рассчитывается по формуле:
n=(1000∙v)/(π∙D) , (10.1.6)
где v - скорость резания, м/мин;
D - наибольший диаметр обрабатываемой поверхности, мм.
Произведем расчет режимов резания для токарной операции 040.
Переход 1.
Точить поверхность.
Выбираем токарный резец : державка SDJCR 2525M-11, пластина DCET 11T3005R-WF
Снимаемый припуск - 0,1 мм.
Принимаем глубину резания t = 0,1 мм.
Принимаем по [3], с. 269, таблица 17, Cv = 280, x = 0,15, y = 0,45, m = 0,2. Принимаем по [3], с. 266, таблица 11, Т = 60 мин; S = 0,1 мм/об.
Принимаем по [3], с. 262-263, таблицы 3, 5, 6, Кmv = 0,7, Кпv = 0,8, Киv = 1,4 Подставляя полученные значения в формулы (10.1), (10.2), получим:
K_v=0,7∙0,8∙1,4=0,784 ,
Скорость резания:
v=C_v/(T^m∙t^x∙S^y )∙K_v=280/(〖60〗^0,2∙〖0,1〗^0,15∙〖0,1〗^0,45 )∙0,784=165 м/мин
Рассчитываем по формуле (10.6) число оборотов станка.
n=(1000∙165)/(3,14∙294)=179 об/мин
Принимаем 170 об/мин, тогда скорость резания будет:
v=(π∙D∙n)/1000=(3,14∙294∙170)/1000=157 м/ мин
Переход 2
Точить поверхность.
Выбираем токарный резец : державка SDJCR 2525M-11, пластина 11T3005R-WF.
Снимаемый припуск - 0,1 мм.
Принимаем глубину резания t = 0,1 мм.
Принимаем по [3], с. 269, таблица 17, Cv = 280, x = 0,15, y = 0,45, m = 0,2. Принимаем по [3], с. 266, таблица 11, Т = 60 мин; S = 0,1 мм/об.
Принимаем по [3], с. 262-263, таблицы 3, 5, 6, Кmv = 0,7, Кпv = 0,8, Киv = 1,4 Подставляя полученные значения в формулы (10.1), (10.2), получим:
K_v=0,7∙0,8∙1,4=0,784 ,
Скорость резания:
v=C_v/(T^m∙t^x∙S^y )∙K_v=280/(〖60〗^0,2∙〖0,1〗^0,15∙〖0,1〗^0,45 )∙0,784=165 м/мин
Рассчитываем по формуле (10.6) число оборотов станка.
n=(1000∙385,34)/(3,14∙294)=212 об/мин
Принимаем 210 об/мин
Переход 3
Прорезать канавку.
Выбираем токарный резец : инструмент HELIIL 40C-612 , пластина GRIP 635-080Y.
Снимаемый припуск - 2 мм.
Принимаем глубину резания t = 2 мм.
Принимаем по [3], с. 269, таблица 17, Cv = 280, x = 0,15, y = 0,45, m = 0,2. Принимаем по [3], с. 266, таблица 11, Т = 60 мин; S = 0,18 мм/об.
Принимаем по [3], с. 262-263, таблицы 3, 5, 6, Кmv = 0,7, Кпv = 0,8, Киv = 1,4 Подставляя полученные значения в формулы (10.1), (10.2), получим:
K_v=0,7∙0,8∙1,4=0,784 ,
Скорость резания:
v=C_v/(T^m∙t^x∙S^y )∙K_v=280/(〖60〗^0,2∙2^0,15∙〖0,18〗^0,45 )∙0,784=81 м/мин
Рассчитываем по формуле (10.6) число оборотов станка.
n=(1000∙81)/(3,14∙294)=104 об/мин
10.2 Сверление
При сверлении глубина t, мм:
t=0,5D, (10.2.1)
При сверлении отверстий без ограничивающих факторов выбирают максимально допустимую по прочности сверла подачу. Принимаем: S=0,1 мм/об
Скорость резания при сверлении рассчитывается по формуле:
v=(C_v∙D^q)/(T^m∙S^y )∙K_v, (10.2.2)
где Т - период стойкости инструмента, мин;
t - глубина резания, мм;
S - подача, мм/мин;
Кv - поправочный коэффициент.
Значения Сv и показателей степени (m, q, y) берутся из [3], с. 382, таблица 38. Принимаем: Сv = 7, m = 0,2, y = 0,7, q = 0,4
K_v=K_mv∙K_nv∙K_iv, (10.2.3) где Кmv - коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала ([3], с. 261-263, таблицы 1-4);
Кnv - коэффициент, отражающий качество поверхности заготовки ([3], с. 263, таблица 5);
Кiv - коэффициент, учитывающий глубину сверления, ([3], с. 385, таблица 41).
K_v=K_mv∙K_nv∙K_iv=1100∙0,8∙1=1,12
Рассчитаем скорость резания:
v=(7∙〖6,8〗^0,4)/(〖60〗^0,2∙〖0,1〗^0,7 )∙1,12=37,3 м/мин
Крутящий момент рассчитывается по следующей формуле:
M_кр=10∙С_m∙D^q∙S^y∙K_p, (10.2.4) где значения Сm , Сp и показателей степени (m, q, y) берутся из [3], с. 386, таблица 42. Принимаем: Сv = 7, С_p=143 , m = 0,2, y = 0,7, q = 0,4
M_кр=10∙0,041∙〖6,8〗^2∙〖0,1〗^0,7∙1,33=5,04 Н∙м
Осевая сила:
Р_0=10∙С_p∙D^q∙S^y∙K_p, (10.2.5)
Р_0=10∙143∙〖6,8〗^0,4∙〖0,1〗^0,7∙1,33=2586 Н
Определим частоту вращения инструмента:
n=(1000∙v)/(π∙D) (10.2.6)
n=(1000∙37,3)/(3,14∙6,8)=1746 об/мин
Определим мощность резания:
N=(M_кр∙n)/9750 (10.2.7)
N=(5,04∙1746)/9750=0,903 кВт
11 Нормирование операций
Норма времени на станочную работу состоит из нормы подготовительно-заключительного времени и нормы штучного времени.
В состав нормы штучного времени входит основное технологическое время, вспомогательное время, время на обслуживание рабочего места, на отдых и естественные надобности. Норма штучного времени Тшт, мин рассчитывается по [4], с. 45, формула (1.4).
, (12.1)
где То - основное технологическое время, мин;
Тв - вспомогательное технологическое время, мин;
Тобс - время на обслуживание рабочего места, мин;
Тотд - время на отдых и естественные надобности, мин. Оперативное время Топ, мин определяется по формуле [4].
, (12.2)
Штучно-калькуляционное время Тшк, мин определяется по формуле [4].
, (12.3)
где Тшт - норма штучного времени, мин;
Тпз - подготовительно-заключительное время, мин;
nш - количество деталей в партии. Основное время представляет собой то время, которое затрачивается на непосредственное осуществление технологического процесса механической обработки, т.е. на изменение формы, размеров и качества поверхностей обрабатываемой детали.
Для многих видов технологических операций основное время определяется по [4], с. 45, формула (1.5).
, (11.4)
где Lpx.- расчетная длина рабочего хода режущего инструмента, мм;
i - число рабочих ходов режущего инструмента;
n. - частота вращения шпинделя станка, об/мин.;
S. - подача станка по паспортным данным, мм/об.
К вспомогательной работе относятся действия рабочего, обеспечивающие непосредственное выполнение основной технологической работы.
При работе на металлорежущих станках в состав вспомогательной работы включаются:
- приемы, связанные с установкой, креплением, выверкой, раскреплением и снятием детали;
- приемы управления станком;
- приемы перемещения частей станка;
- приемы измерения деталей.
Время обслуживания рабочего места предусматривает выполнение следующей работы:
1. по техническому обслуживанию рабочего места
- смену затупившегося инструмента и правку шлифовального круга;
- регулировку и подналадку станка в процессе работы;
- уборка стружки в процессе работы.
2. по организационному обслуживанию рабочего места:
- осмотр и опробование оборудования;
- раскладку инструмента в начале смены и уборка его по окончании смены;
- получение инструктажа от мастера в течение смены;
- смазку и очистку станка в течение смены;
- уборку станка и рабочего места по окончании смены.
Величина затрат времени на обслуживание рабочего места зависит от характера выполняемой работы, типа и размера станка и организационных условий данного производства.
Время на обслуживание рабочего места, отдых и естественные надобности рассчитывается по [4], с. 47, формула (1.7).
Тобс - время на обслуживание рабочего места, мин.
, (11.5)
где Тотд - время на отдых и естественные надобности, мин;
аобс - время на обслуживание рабочего места в процентах от оперативного времени, %;
аотд - время на отдых и естественные надобности в процентах от оперативного времени, %.
Норма подготовительно-заключительного времени устанавливается на обработку партии одинаковых деталей.
В состав подготовительно-заключительного времени входит:
- ознакомление с работой;
- настройка оборудования, смена и наладка установочных приспособлений, смена и регулировка режущих инструментов, настройка механизмов станка на выполнение различных видов работ и требуемый режим обработки, отладка управляющей программы - для станков с ЧПУ;
- пробная обработка деталей;
- получение на рабочем месте заданий, материалов, заготовок, приспособлений, инструмента, сдача готовой продукции и т.д.
Произведем расчет норм времени для токарной операции 040. По формуле (11.4) рассчитаем основное время на операцию с учетом ранее назначенных режимов резания. По формуле (11.4) рассчитаем основное время на операцию с учетом ранее назначенных режимов резания. Переход 1 Подрезка торца
L=(294-248)/2+(248-214)/2=40 мм L = (294-248)/2=7,8 мм (см. операционную карту к операции № 040)
i1 = 1 (выбираем по [4], с. 165, карта 65);
n = 179 об/мин;
s = 0,1 мм/об.
Подставляя найденные данные в формулу (11.4), получим:
Переход 2 Расточить отверстие
L=(214-198)/2+35=43 мм i1 = 2;
n = 210 об/мин;
s = 0,1 мм/об.
Подставляя найденные данные в формулу (11.4), получим:
Переход 3 Точить канавку
L=2 мм i1 = 2;
n = 104 об/мин;
s = 0,18 мм/об.
Подставляя найденные данные в формулу (11.4), получим:
Переход 3 Точить канавку
L=0,8 мм i1 = 1;
n = 147 об/мин;
s = 0,05 мм/об.
Подставляя найденные данные в формулу (11.4), получим:
Общее технологическое время на операцию 040 составляет:
Определяем вспомогательное время по [4], с. 45:
, (11.6)
где Туст - время на установку и снятие детали. По [4], 138, карта 51, Туст=1,2 мин.;
ТВ1 - время на подвод и отвод инструмента. По [4], 150, карта 60, ТВ1 = 0,15 мин.;
ТВ2 - время на измерения. По [4], 160, карта 64, ТВ2 = 0,07 мин.
Время на обслуживание рабочего места, отдых и личные надобности определяем по формуле (11.5).
Подготовительно-заключительное время по [4], с. 135, карта 49 составит Тпз = 13 мин.
Определяем штучное время по формуле (11.1):
Для остальных операций назначаем нормы времени аналогично. 12 Разработка расчетно-технологическая карты
Под наладкой понимается подготовка технологического оборудования и оснастки к выполнению операции.
РТК разработана на операцию № 040 - Токарно-карусельная с ЧПУ.
Оборудование - токарно-карусельный станок с ЧПУ A-Turn A800 CNC. Материал обрабатываемой детали сплав 13Х11Н2В2МФ-Ш ГОСТ 5632-72. Метод настройки станка - по моделям. В качестве настроечных размеров принимаем размеры, соответствующие середине поля допуска операционного размера. Величину допуска на настроечный размер рекомендуется принимать в пределах:
δн = (0,1 ÷ 0,2)∙δоп, (12.1)
где δоп - допуск на операционный размер.
Произведем расчет настроечных размеров
Тн = (0,1 - 0,2)∙Топ, (12.2)
где Тн - допуск на настроечный размер, мм;
Топ - допуск на операционный размер, мм.
Операционный размер 45-0,062
Настроечный размер
А_н=А_н=45-1/2∙0,062=44,969
δ_н=(0,1÷0,2)∙0,062=0,0062÷0,012
Принимаем δ_н=0,012 , значит А_н=44,969±0,006
Операционный размер 〖80〗_(-0,1)
Настроечный размер
А_н=80-1/2∙0,1=79,95
δ_н=(0,1÷0,2)∙0,1=0,01÷0,02
Принимаем δ_н=0,015 , значит А_н=79,9±0,007
Операционный размер 〖71〗^(+0,06)
Настроечный размер А_н=71+1/2∙0,06=70,03
δ_н=(0,1÷0,2)∙0,06=0,006÷0,012
Принимаем δ_н=0,008 , значит А_н=71,03±0,004
Операционный размер 〖213,8〗^(+0,072)
Настроечный размер А_н=213,8+1/2∙0,072=213,836
δ_н=(0,1÷0,2)∙0,072=0,007÷0,014
Принимаем δ_н=0,01 , значит А_н=213,836±0,005
Операционный размер 〖218〗^(+0,29)
Настроечный размер
А_н=218-1/2∙0,29=217,71
δ_н=(0,1÷0,2)∙0,29=0,029÷0,058
Принимаем δ_н=0,044 , значит А_н=217,71±0,022
Операционный размер 〖198〗^(+0,29)
Настроечный размер
А_н=198-1/2∙0,29=197,855
δ_н=(0,1÷0,2)∙0,29=0,029÷0,058
Принимаем δ_н=0,044 , значит А_н=197,855±0,022
Операционный размер 〖60〗_(-0,3)
Настроечный размер
А_н=60-1/2∙0,3=59,855
δ_н=(0,1÷0,2)∙0,3=0,03÷0,0,06
Принимаем δ_н=0,045 , значит А_н=59,855±0,022
Операционный размер 〖10〗^(+0,36)
Настроечный размер А_н=10+1/2∙0,36=10,18
δ_н=(0,1÷0,2)∙0,36=0,036÷0,072
Принимаем δ_н=0,054 , значит А_н=10,18±0,027
Операционный размер 〖251,8〗^(+0,2)
Настроечный размер А_н=251,8+1/2∙0,2=251,9
δ_н=(0,1÷0,2)∙0,2=0,02÷0,04
Принимаем δ_н=0,03 , значит А_н=251,9±0,015
Операционный размер 〖15〗^(+0,43)
Настроечный размер
А_н=15+1/2∙0,43=15,215
δ_н=(0,1÷0,2)∙0,43=0,043÷0,086
Принимаем δ_н=0,064 , значит А_н=15,215±0,032
13 Проектирование специального станочного приспособления
13.1 Исходные данные для проектирования
Требуется спроектировать станочное приспособления для выполнения операции сверления. При сверлении должны быть выдержаны размеры ∅231,5±0,075 мм и ∅268±0,075 мм. Обработка выполняется сверлом. При следующих режимах резания: S=0,1 мм/об; t=3,4 мм; V=49 м/мин; n=2304 об/мин. Тип производства - среднесерийное, при годовой программе 3180 шт. и размере партии 127 шт.
Рисунок 13.1.1 - Операционный эскиз и схема базирования
Предложенная схема базирования (рисунок 13.1.1) образована комплектом трех технологических баз: 1, 2, 3 - установочная явная (лишает перемещения заготовки вдоль оси OZ, а также вращения вокруг осей OX и OY); 4, 5 - двойная опорная явная (лишает заготовку возможности перемещения вдоль осей OX и OY); 6 - опорная скрытая (лишает заготовку возможности вращения вокруг оси OZ ).
Обработка производится на сверлильно-фрезерно-расточном станке 600V. Стол станка имеет размеры 600×1250 мм и оснащен пятью Т-образными пазами для установки приспособления - одним центральным 18H8 и четырьмя боковыми 18Н12 (рисунок 14.1)
Рисунок 13.1.2 - Стол сверлильно-фрезерно-расточного станка с ЧПУ 600V:
1 - центральный паз; 2 - Т-образные пазы
13.1.2 Принципиальная схема приспособления
Рисунок 14.2.1 - Принципиальная схема приспособления:
1 - пневмоцилиндр; 2 - установочный элемент; 3 - зажимной элемент; 4 - корпус; Д - заготовка.
Заготовка устанавливается на установочный элемент 2, который образует установочную и двойную опорную базу. Зажимной элемент 2 прижимает заготовку Д с помощью силы создаваемой пневмоцилиндром 1. Пневмоцилиндр 1 находится внутри корпуса приспособления 4, так же на нем располагается установочный элемент 2.
13.2 Расчет требуемой силы закрепления и параметров силового привода
Расчет требуемой силы закрепления заготовки необходим для того, чтобы определить такое значение силы закрепления, которое гарантированно обеспечит неподвижность заготовки в процессе обработки под действием сил резания.
В соответствии с исходными данными обработка выполняется сверлом, схема резания для которой представлена на рисунке 13.3.1.
Силы резания действующие на заготовку определены в пункте 10: P_0=2586 Н; М_кр=5 Н∙м.
Из анализа схемы резания (рисунок 13.3.1) и схемы установки (рисунок 13.2.1) определим, что заготовка при обработке может сместится в следующих направлениях: провернуться вокруг своей оси и опрокинуться вокруг точки А (рисунок 13.3.2).
Для предотвращения этих смещений заготовку необходимо закрепить, приложив силу, величину которой требуется рассчитать.
Рисунок 13.2.1 - Расчетная схема
13.2.1 Расчет требуемой силы закрепления из условия проворота заготовки вокруг оси Z, под действием М_кр
Для того чтобы определить величину силы закрепления Q, которая предотвратит проворот заготовки вокруг своей оси при обработке под действием крутящего момента М_кр, необходимо составить уравнение равновесия в соответствии с расчетной схемой (рисунок 13.3.1)
∑▒〖М_z=0 (13.2.1)〗 М_кр^/-М_(тр.у)-М_(тр.з)=0, (13.2.2)
где М_кр^/- крутящий момент относительно оси Z;
М_(тр.у)-момент трения установочного элемента;
М_(тр.з)-момент трения зажимного элемента.
М_кр^/=М_кр/(d_св/2)∙r, (13.2.3)
где М_кр-момент кручения сверла;
〖 d〗_св-диаметр сверления;
r-плечо.
Из схемы находим:
М_(тр.з)=1/3 Qf_з (D_з^3-d_з^3)/(D_з^2-d_з^2 ), (13.2.4)
где f_з-коэффициент трения по зажимному элементу;
D_з,〖 d〗_з-размеры зажимного кольца.
М_(тр.у)=1/3 Qf_у (D_у^3-d_у^3)/(D_у^2-d_у^2 ), (13.2.5)
где D_у, d_у-размеры установочного кольца;
f_у-коэффициент трения по установочному элементу.
Получаем:
М_кр/(d_св/2)∙r+1/3 Qf (D_з^3-d_з^3)/(D_з^2-d_з^2 )+1/3 Qf (D_у^3-d_у^3)/(D_у^2-d_у^2 )=0 (13.2.6)
Из составленного уравнения выражаем силу закрепления Q:
Q=(6∙k∙r∙М_кр)/(d_св∙f∙((D_з^3-d_з^3)/(D_з^2-d_з^2 )+(D_у^3-d_у^3)/(D_у^2-d_у^2 )) ), (13.2.7)
где k-коэффициент запаса закрепления
Определим значение коэффициента запаса закрепления
k=k_0∙k_1∙k_2∙k_3∙k_4∙k_5∙k_6, (13.2.8)
где k_0-гарантированный коэффициент запаса; k_0=1,5 стр.41;
k_1- коэффициент, учитывающий неравномерность припуска обрабатываемой поверхности заготовки; k_1=1 [8] стр.41;
k_2- коэффициент, учитывающий увеличение силы резания при затуплении режущего инструмента; k_2=1 стр.42 [8] таб. 2.4;
k_3- коэффициент, учитывающий увеличение силы резания, при обработке прирывистых поверхностей; k_3=1 [8] стр.41;
k_4- коэффициент, учитывающий непостоянство силы зажима; k_4=1 стр.41;
k_5- коэффициент, учитывающий эргономику ручных зажимных элементов; k_5=1 стр.41;
k_6- коэффициент, учитываемый только при наличии моментов, стремящихся повернуть заготовку; k_6=1,5 [8] стр.41.
Находим:
k=1,5∙1∙1∙1∙1∙1∙1,5=2,25
Находим силу закрепления:
Q=(6∙2,25∙0,116∙5)/(6,8∙0,2∙((〖0,214〗^3-〖0,198〗^3)/(〖0,214〗^2-〖0,198〗^2 )+(〖0,224〗^3-〖0,210〗^3)/(〖0,224〗^3-〖0,210〗^3 )) )=9125 Н
13.2.2 Расчет требуемой силы закрепления из условия опрокидывания заготовки вокруг точки А, под действием силы Р_0
Для того чтобы определить величину силы закрепления Q, которая предотвратит проворот заготовки вокруг своей оси при обработке под действием крутящего момента М_кр, необходимо составить уравнение равновесия в соответствии с расчетной схемой (рисунок 13.3.1)
∑▒〖М_А=0〗 (13.2.9)
Из схемы находим:
Р_0 (r-D_у/2)-Q D_у/2=0, (13.2.10)
где D_у-диаметр установочного элемента;
r-плечо.
Из составленного уравнения выражаем силу закрепления Q:
Q=(〖k∙Р〗_0 (r-D_у/2))/(D_у/2)=(3,24∙2586(0,116-0,224/2))/(0,224/2)=280,54
Из полученных сил закрепления выбираем наибольшую. Принимаем:
Q=9125 Н
13.2.3 Расчет основных параметров силового привода
Зажимной элемент приводится в действие с помощью пневмоцилиндра.
Принимаем: коэффициент полезного действия η=0,85; сопротивление пружины q_p=90 Н. Находим диаметр поршня цилиндра при давлении воздуха P=0,5 МПа :
D_п=√(((Q+q_p )∙4)/(π∙P∙η))=√(((9125+90)∙4)/(3,14∙0,4∙0,85)=) 185,8 мм (13.2.11)
Назначаем диаметр поршня из стандартного ряда:
D_п=200 мм
13.4 Расчет станочного приспособления на точность
Расчёт приспособления на точность выполняем в направлении выдерживаемого операционного размера ∅231,5±0,075 мм. - расположения отверстий.
Расчёт начинаем с определения допускаемой погрешности положения заготовки в приспособлении [ε_пр] в направлении выдерживаемого операционного размера 231,5±0,075 мм по формуле:
[ε_пр ]=T_A-(k_T √(ε_обр^2+ε_др^2 )+ε_Н ), (13.4.1) где [ε_пр ]- допускаемая погрешность приспособления;
T_A- допуск на выполняемый размер; T_A=0,15
k_T- коэффициент, учитывающий отклонение рассеяния значений составляющих от закона нормального распределения;
ε_обр- погрешность, свойственная методу обработки на рассматриваемой операции;
ε_др- другие погрешности, обусловленные факторами, независящими от метода обработки, способа настройки и конструкции приспособления;
ε_Н- погрешность настройки технологической системы на выполняемый размер.
Для рассматриваемой операции известен метод обработки - сверление, и операционный размер 231,5±0,075 мм.
Погрешность обработки принимаем по [8] таб. 2.7
ε_обр=0,066 мм
Погрешность настройки ε_н:
ε_н=∆_пол+∆_поз (13.4.2) где ∆_пол- погрешность положения инструмента в системе координат станка,
∆_поз- погрешность позиционирования рабочего органа станка
ε_н=0,01+0,02=0,03 мм
Другие случайные погрешности определим из рекомендуемого соотношения:
ε_ДР=(0,05÷0,1) Т_А=0,05∙0,15=0,075 мм. (13.4.3)
Определяем допускаемую погрешность положения заготовки в приспособлении:
[ε_пр ]=0,15-(1√(〖0,066〗^2+〖0,075〗^2 )+0,03)=0,15-0,09=0,06 мм.
Определим ожидаемую погрешность положения заготовки в приспособлении ε_пр. Для этого воспользуемся формулой:
ε_пр=√((k_1 ε_нб )^2+ε_з^2+ε_см^2 )+ε_изн+ε_изг+ε_ус , (13.4.4)
где k_1- коэффициент уменьшения погрешности вследствие того, что действительные размеры установочной поверхности редко равны предельным значениям;
ε_нб- погрешность, возникающая из-за несовмещения измерительной и технологической базы при установке заготовки в приспособление.
ε_з- погрешность, возникающая в результате закрепления заготовки при её установке в приспособление;
ε_см- погрешность, вызванная смещением режущего инструмента в процессе обработки;
ε_изн- погрешность, обусловленная износом базирующих элементов приспособления;
ε_изн- погрешность, связанная с неточностью изготовления деталей приспособления и его сборки;
ε_ус- погрешность, возникающая при установке приспособления на стол станка.
При заданной схеме обработки можно исключить следующие составляющие: погрешность, вызванная смещением режущего инструмента в процессе обработки ε_см (свойственна кондукторам), так как в приспособлении не используются кондукторные втулки; так же исключаем погрешность обусловленную износом базирующих элементов ε_изн, поскольку износ установочного кольца не повлияет на точность сверления отверстий в данном случае; исключаем погрешность несовмещения баз ε_нб, так как обработка ведется на станке с ЧПУ.
Расчетная формула примет следующий вид:
ε_пр=〖√(ε_з^2 )+ε〗_изг+ε_ус, (13.4.5)
Погрешность установки на станке ε_ус, зависит от смещений и перекосов корпуса приспособления на столе станка. Перекосы и смещения возникают из-за зазоров между сопрягаемыми поверхностями приспособления и станка (паз - шпонка)
ε_ус=(l_б∙S)/l_шп , (13.4.6)
где l_б- базовая длина заготовки;
S- максимальный зазор в сопряжении шпонки и паза стола;
l_шп- расстояние между шпонками.
Определим максимальный зазор S между пазом стола и шпонками корпуса приспособления. Для чего необходимо задать размеры шпонок и допуск на них. Размер центрального паза стола 〖18Н8〗^((+0,027) ). На основе справочной литературы выбираем призматические привертные шпонки 〖18h6〗_((-0.011) ) ГОСТ 14737-69.
Зазор будет равен S=0,027+0,018=0,045 мм, а погрешность установки на станке
ε_ус=(100∙0,018)/266=0,007 мм.
Определим погрешность закрепления принимаем по таб.2.11 ε_з=0,03 мм
Погрешность изготовления приспособления ε_изг может быть определена по формуле:
ε_изг=∑▒〖T_i+〗 ∑▒〖е_i+〗 ∑▒〖S_i+〗 ∑▒∆_i , (13.4.7)
где ∑▒T_i - сумма допусков на звенья проектируемого приспособления в направлении выдерживаемого размера;
∑▒е_i - суммарная величина эксцентриситета деталей приспособления, действующая в направлении деталей и сборки приспособления;
∑▒S_i - суммарный конструктивный зазор в сопряжении детали приспособления, действующих в направлении выдерживаемого размера;
∑▒∆_i - суммарная погрешность, зависящая от формы и расположения установочных и направляющих элементов приспособления, действующая в направлении выполняемого размера.
Определим допуски отклонения от параллельности и отклонения от перпендикулярности.
Рисунок 13.4.1 - Отклонение от параллельности
Из рисунка 14.4.1 значение ∆_пар:
〖D^/〗^2=〖∆_пар〗^2+D^2, (13.4.8)
где D^/- диаметр, вызванный смещением от параллельности.
D^/=√(〖∆_пар〗^2+D^2 )=√(〖0,05〗^2+〖231,5〗^2 )=231,500054 мм (13.4.9)
Получим ∆_пар=0,00054 мм
Рисунок 14.4.2 - отклонение от перпендикулярности
Из рисунка 14.4.1 значение ∆_перп:
〖D^/〗^2=〖∆_перп〗^2+D^2, (13.4.11)
где D^/- диаметр, смещением от перпендикулярности.
D^/=√(〖∆_перп〗^2+D^2 )=√(〖0,05〗^2+〖231,5〗^2 )=231,500054 мм (13.4.12)
Получим ∆_перп=0,00054 мм
ε_изг=∆ =0,00054+0,00054=0,00108 мм. (13.4.13)
Подтвердим полученные данные проверочным расчётом, определив наибольшую ожидаемую погрешность положения заготовки в приспособлении в направлении выдерживаемого размера.
Погрешность положения заготовки в приспособлении:
ε_пр=√(〖ε_з〗^2 )+ε_изг+ε_ус=√(〖0,03〗^2 )+0,0108+0,007=0,048 мм. (13.4.14)
Полученное значение ε_пр=0,048 мм меньше максимально допустимого значения [ε_пр ]=0,06 мм, следовательно требования к точности выполнения размера 231,5±0,075 мм может быть обеспечено в приспособления.
13.5 Отклонение расположение отверстий от соосности.
ε_пр^0=2U〖+S〗_уст+S_шп, (13.5.1)
где U- износ установочного кольца;
S_уст- зазор установочного элемента;
S_шп- зазор между пазом стола и шпонками; S_шп=0,045 мм (п.13.4)
Определим величину износа установочного кольца:
Рисунок 13.5.1 - износ установочного кольца
Величину износа можно оценить по следующей формуле:
U=U_0∙k_t∙k_l∙k_y, (13.5.2)
где U_0-величина износа по нормали к поверхности, полученная на основе опытных данных; U_0=0,007 мм [8] стр.77 таблица 2.12
k_t-коэффициент, учитывающий время контакта заготовки с опорами; k_t=0,79∙t_маш=0,79∙0,4=0,316 [8] стр.76 k_l-коэффициент, учитывающий длину пути скольжения при установке заготовки; k_l=1,25 [8] стр.77 таблица 2.13
k_у-коэффициент, учитывающий условия обработки; k_у=1 [8] стр.77 таблица 2.14
U=0,007∙0,316∙1,25∙1=0,0028 мм
Зазор установочного элемента составляет S_уст=0,03 мм
Рисунок 13.5.2 - Зазор установочного элемента
Получаем:
ε_пр^0=2∙0,0028+0,03+0,045=0,806 мм
13.5 Описание работы спроектированного приспособления
Для выполнения сверлильной операции с ЧПУ спроектировано станочное приспособление.
Заготовка устанавливается на кольцо 2, которое закреплено на корпусе 1 винтами 11. Зажимным элементом является прижим 3. На прижим 3 давит быстросъемная шайба 21 через шток 5. Через отверстие в корпусе 1 из пневмосистемы цеха подается воздух в рабочую полость пневмоцилинда. Под действием увеличивающегося давления шток 5 опускается вниз, прижимая быстросъемную шайбу 21 к прижиму 3.
Для исключения вытекания воздуха через стыкующиеся элементы предусмотрены уплотнительные кольца, установленные в соответствующие выточки.
Для базирования на столе станка предусмотрены две призматические шпонки 24, прикрепленные к корпусу 1 винтами 10, которые вставляются в центральный паз стола. Крепление приспособления осуществляется при помощи четырех болтов М16.
14 Проектирование специального контрольного приспособления
14.1 Исходные данные для проектирования
Контрольно-измерительные приспособления предназначены для определения степени соответствия параметров изготавливаемых деталей требованиям технологической документации.
Рисунок 14.1.1 - Схема контроля
При выборе схемы контроля (рисунок 14.1.1) обязательно учитывают схему базирования (14.1.2), которую нужно реализовать в контрольном приспособлении. Схема определяется комплексом измерительных баз контролируемого объекта, которые указаны на его чертеже в виде обозначенных базовых поверхностей, относительно которых выполняются измерения.
14.1.2 - Схема базирования
1, 2, 3, 4 - двойная направляющая, явная (лишает деталь перемещения по оси ОХ, ОY, проворота вокруг ОХ и ОY)
5 - опорная, явная (лишает деталь перемещения по оси OZ)
6 - опорная, скрытая ( лишает проворота вокруг оси OZ)
14.1.3 - Принципиальная схема контрольного приспособления
Проектируемое контрольное приспособление предназначено для контрольной операции 110, контроля биения поверхностей. Характер измеряемого параметра определяет схему базирования детали в приспособлении (рисунок 14.1.1), а та в свою очередь конструкцию установочных элементов. Базирование опоры шарикоподшипника происходит в разжимной оправке с гофрированной втулке по внутреннему отверстию, которая обеспечивает высокую точность центрирования.
Для контроля радиальных биений необходимы передаточные механизмы, так как без них невозможен подвод индикаторов к измеряемым поверхностям. 14.3 Расчет специального контрольного приспособления на точность
Допускаемая погрешность измерения [ε_изм ] определяется по указанному контролируемому параметру - радиальное биение с допуском 0,05 мм. [8] По стр.153:
[ε_изм ]=(1/3-1/5)Т=1/3∙0,05=0,017 мм (14.3.1)
Далее определяем ожидаемую погрешность измерения, состоящую из систематических и случайных погрешностей по формуле:
ε_изм=ε_иу+ε_ип+ε_им+√(〖ε_нб^2+ε_з^2+ε_ис^2+ε〗_зп^2+ε_си^2+ε_др^2 ), (14.3.2)
где ε_иу- систематическая погрешность, вызванная неточностью изготовления установочных элементов для контролируемого объекта и средств измерений и неточностью их взаимного расположения на корпусе приспособления при его сборке;
ε_ип- систематическая погрешность, вызванная неточностью изготовления передаточных элементов;
〖 ε〗_им- систематическая погрешность, вызванная неточностью изготовления установочных мер и эталонов деталей, используемых для настройки средств измерения на контролируемый параметр;
ε_нб- погрешность, вызванная несовмещением измерительной базы с технологической базой или конструкторской базой;
ε_з- погрешность, возникающая в результате закрепления контролируемого объекта, вследствие его возможной деформации;
ε_ис- погрешность, зависящая от измерительной силы, возникает в результате смещения измерительной базы детали от заданного положения в процессе измерения;
ε_зп- погрешность, возникающая по причине зазоров между осями рычагов передаточных устройств;
ε_си- погрешность используемого средства измерения;
ε_др- другие погрешности, вызванные действием случайных факторов при выполнении контроля.
Определим составляющие расчетной погрешности измерения, которые можно исключить из расчетной формулы из-за особенностей конструкции приспособления и используемой схемы измерения.
Приспособление служит для контроля радиального биения одной поверхности относительно другой, то есть конструкторской базой является внутреннее отверстие в контролируемой детали, эта же поверхность используется для базирования детали в контрольном приспособлении, что реализовано с помощью оправки с гофрированной втулкой. То есть имеет место совмещение измерительной и конструкторской базы, поэтому ε_нб можно исключить из расчета.
При контроле не произойдет смещение измерительной базы детали от заданного положения под действием измерительных сил, поэтому составляющую ε_ис можно исключить.
В конструкции приспособления зажимные элементы не могут оказать существенного влияния на деталь, и не используются меры и эталоны, следовательно, исключаем ε_з и 〖 ε〗_им.
Окончательно получаем расчетную формулу:
ε_изм=ε_иу+ε_ип+√(ε_зп^2+ε_си^2+ε_др^2 ) (14.4.3)
Определяем погрешность ε_иу. По чертежу определяем
Рисунок 14.3.1 - Отклонение от перпендикулярности
Из рисунка 14.3.1 значение ∆_перп:
〖ОА〗^2=〖АВ〗^2+〖ОВ〗^2, (14.4.4)
ОА=√(〖АВ〗^2+〖ОВ〗^2 )=√(〖0,008〗^2+〖25〗^2 )=25,000064 мм (14.4.5)
Получим ε_перп=∆_перп=0,00054 мм
Погрешность от биения ε_б=0,005 мм
ε_иу=ε_б+ε_перп
ε_иу=0,005+0,00054=0,00554 мм
Определяем погрешность изготовления передаточных устройств:
ε_ип=∆_рд+∆_ру+∆_рн+∆_рк+∆_рп, (14.4.6)
где ∆_рд- погрешность от неточности изготовления длин плеч рычагов;
∆_ру- погрешность от неточности изготовления угла плеч рычагов;
∆_рн-погрешность от непропорциональности перемещения рычагов;
∆_рк-погрешность от смещения точки контакта рычагов;
〖 ∆〗_рп-погрешность в прямых передачах
Погрешность от неточности изготовления длин плеч рычагов ∆_рд находим:
Рисунок 14.3.1 Погрешность от неточности изготовления длин плеч рычагов
∆_рд=(1-l_2/l_1 )∙а_(1 ) (14.4.5)
∆_рд=(1-24,96/25,04)∙0,04=0,0002 мм
Погрешность от неточности изготовления угла плеч рычагов ∆_ру находим по [8] стр.155 формула 3.6:
Рисунок 14.3.2 Погрешность от неточности изготовления угла плеч рычагов
∆_ру=l∙sin⁡〖u∙(1-cos⁡β )〗, (14.4.6)
где u- величина погрешности рычагов;
l- длина рычагов.
∆_ру=25∙sin⁡〖1^°∙(1-cos⁡〖1^° 〗 )=0,00007〗 мм
Погрешность от непропорциональности перемещения рычагов ∆_рн находим по [8] стр.157 формула 3,7:
∆_рн=(l∙β^3)/3, (14.4.7)
где l- длина рычага
∆_рн=(25∙〖0,052〗^3)/3=0,0012 мм
Рисунок 14.3.3 Погрешность от непропорциональности перемещения рычагов
Погрешность от смещения точки контакта рычагов ∆_рк находим:
∆_рк=(l∙tan⁡β+2(√(1+〖tan⁡β〗^2 )-1))/(l∙tan⁡β-2(√(1+〖tan⁡β〗^2 )-1))-1 (14.4.8)
∆_рк=(25∙0,052+2(√(1+〖0,052〗^2 )-1))/(25∙0,052-2(√(1+〖0,052〗^2 )-1))-1=0,0042 мм
Находим погрешность в прямых передачах 〖 ∆〗_рп :
∆_рп=e S/h , (14.4.9)
где S - зазор между втулкой и передачей в зазоре; S = 0,02
e- величина смещения оси стержня индикатора; е = 0,2
h- длина направляющей части втулки под подвижный стержень.
∆_рп=e S/h=0,2∙0,02/10=0,0004 мм
Находим:
ε_ип=0,0007+0,00007+0,012+0,0042+0,0004=0,006 мм.
Погрешность от зазоров между осями рычагов принимаем по:
ε_зп=0,003 мм
Погрешность ε_сн от индикатора 2ИГ с ценой деления ±0,05 принимаем по таб. ε_сн=0,0024 мм
Другие погрешности принимаем:
ε_др=0,03∙0,05=0,0015 мм
Подставляем полученные значения погрешностей в формулу, получаем:
ε_изм=0,00554+0,006+√(〖0,003〗^2+〖0,0024〗^2+〖0,0015〗^2 )=0,017 мм
Ожидаемая погрешность не превышает допускаемую погрешность, следовательно, условие выполняется.
[ε_изм ]=ε_изм=0,017 мм
14.4 Описание работы спроектированного приспособления
Для контроля радиального биения детали было разработано приспособление с двумя индикаторами часового типа
Контролируемая деталь устанавливается на опору 18 и центрируется оправкой с гофрированной втулкой 29. Центрирование осуществляется с помощью вращения рукоятки 4 закрепленной на винте 14 ( момент затяжки винта М=1,7 Н∙м). Винт 14 давит на прижим 8 деформируя гофрированную втулку 29. Оправка находится на шпинделе 7, который вращается во втулке 6, закрепленной в корпусе 4.
К контролируемым поверхностям подводятся индикаторы часового типа 3, которые производят измерения через рычажные механизмы 1 и 2. Индикаторы установлены на стержне 13, который с помощью хомута 16 крепится на стойке 12. Положение индикаторов относительно измеряемых поверхностей фиксируется с помощью винтов 15.
Стойки 12 устанавливаются в колонках 9, которые расположены на корпусе 4.
Для определения величины биения детали дается один или два оборота и по показаниям индикаторов рассчитывается данное значение.
Для перемещения приспособления предусмотрены грузовые винты 22.
15 Организация производства в цехе
Исходные данные
Необходимо спроектировать цех для изготовления детали типа "опора шарикоподшипника". Годовая программа выпуска деталей представителей D=3180 шт./год , годовая программа цеха Т_пр=500 тыс. нормо-час.
15.1 Организационная структура цеха
Рисунок 15.1.1 - Организационная структура цеха
15.2 Основное производство
15.2.1 Определяем общее количество оборудования в цехе:
С_р=Т_пр/Ф_∂ =500000/3800=131,58 (15.2.1)
Принимаем С_пр=132
15.2.2 Определим число производственных участков:
У=С_пр/С_у , (15.2.2)
где С_у- количество единиц оборудования на участке; С_у=35 ед;
У=131,58/35=3,77
Принимаем У=4
15.2.3 Определяется количество и состав оборудования участка изготовления детали-представителя
Т_(пр.уч)=Т_пр/У=500000/4=125000 (15.2.3)
№ оп.Наименование опер.Тип оборудованияМодельt_о, мин.t_в, мин.t_пз, мин.t_шт, мин.t_(шт-к), мин.t_∑▒шк, мин.〖δТ〗_(пр.уч), ч/мин〖∆Т〗_(пр.о), ч.Ф_д, ч.С_р, ед005заготовительнаяКГШП283,9440,3010термическаяпечь015Токарно-карусельнаяТокарно-карусельный с ЧПУVNL803H12,451,861615,3315,466805,2238001,79020Токарно-карусельнаяТокарно-карусельный с ЧПУVNL803H5,661,56167,737,863458,9638000,91025Токарно-карусельнаяТокарно-карусельный с ЧПУV-Turn A800CNC52,411,861356,1356,2324758,9238006,52030Токарно-карусельнаяТокарно-карусельный с ЧПУV-Turn A800CNC19,441,711322,6322,7310008,9838002,63
№ оп.
Наименование опер.
Тип оборудования
Модель
t_о, мин.
t_в, мин.
t_пз, мин.
t_шт, мин.
t_(шт-к), мин.
〖∆Т〗_(пр.о), ч.
Ф_д, ч.
С_р, ед035Токарно-карусельнаяТокарно-карусельный с ЧПУV-Turn A800CNC30,21,711334,1534,2515081,238003,97040Токарно-карусельнаяТокарно-карусельный с ЧПУV-Turn A800CNC7,42,011310,110,24492,0638001,18045МоечнаяМоечная машинаМПП-2501,20,5122,12,19966,2238000,25050Сверлильная с ЧПУСверлильно-фрезерно-расточной600V1,83,896,066,132699,438000,71055ЭЭОЭлектроэрозионный копировально-прошивочныйEA12D28,051,21529,8729,9913203,6638003,47
№ оп.
Наименование опер.
Тип оборудования
Модель
t_о, мин.
t_в, мин.
t_пз, мин.
t_шт, мин.
t_(шт-к), мин.
〖∆Т〗_(пр.о), ч.
Ф_д, ч.
С_р, ед060Сверлильная
Радиально-сверлильныйRD 1009,784,8915,6815,756935,0538001,82065Сверлильная с ЧПУСверлильно-фрезерно-расточной600V12,17,9921,721,779585,6438002,52070ТурбоабразивнаяТурбоабразивная установка1021512,812,925687,838001,5075МоечнаяМоечная машинаМПП-2501,20,5122,12,19966,2338000,25080СверлильнаяВертикально-сверлильныйVDM-50Vn0,121,4691,71,77779,738000,21085Сверлильная с ЧПУСверлильно-фрезерно-расточной600V3,531,2937,0237,0916330,9838004,3№ оп.Наименование опер.Тип оборудованияМодельt_о, мин.t_в, мин.t_пз, мин.t_шт, мин.t_(шт-к), мин.〖∆Т〗_(пр.о), ч.Ф_д, ч.С_р, ед090МоечнаяМоечная машинаМПП-2501,20,5122,12,19966,2338000,25095ШлифовальнаяКарусельно-шлифовальный3H762CNC0,711,97192,822,971307,5138000,34100МоечнаяМоечная машинаМПП-2501,20,5122,12,19966,2338000,25105Магнитный контрольМагнитный дефектоскоп110КонтрольнаяСтол контрольный № п/п
Тип оборудования
Модель
Расчетное количество оборуд. ∑▒С_р Принятое кол-во оборудования СпрКоэфф. загрузки Кз1Токарно-карусельныйVNL803H2,70130,92Токарно-карусельныйV-Turn A800CNC14,3150,9533Сверлильно-фрезерно-расточной600V7,5380,9414Радиально-сверлильныйRD 1001,8220,9135Вертикально-сверлильныйVDM-50Vn0,2110,2056Карусельно-шлифовальный3H762CNC0,3410,3447Моечная машинаМПП-2501,0220,518Электроэрозионный копировально-прошивочныйEA12D3,4740,879Турбоабразивная1,520,75ИТОГО32,89380,866Таблица 15.2 - Ведомость оборудования
15.2.4 Корректировка общего числа оборудования
С_пр^/=С_пр/(К_з^/ ), (15.2.4)
где К_з^/- коэффициент загрузки оборудования
С_пр- принятое количество оборудования
С_пр^/=132/0,866=152,4
Принимаем С_пр^/=152
15.2.5 Количество оборудования на участках
№ п/пНаименование участкаКоличество единиц оборудования на участке С_(пр. у)1Корпусов382Дисков383Валов384Фланцев38Всего152
15.2.6 Оборудование на остальных участках
Таблица 15.2.6.1 - Ведомость оборудования на участке дисков
№ п/пНаименование оборудованияМодельКоличество оборудования1Токарно-лобовой с ЧПУАТПР-800Н62Токарно-специальныйАТ-600В183Универсально-сверлильный2А5514Универсально-фрезерный6Р83Ш25ЗубофрезерныйФПХ-80026Протяжной7Б5627Моечная машинаМПП-25028Турбоабразивная установка-2ВСЕГО25
Таблица 15.2.6.2 - Ведомость оборудования на участке крышек
№ п/пНаименование оборудованияМодельКоличество оборудования1Вертикально-фрезерный6Р11162Токарно-винторезныйГС526У103Вертикально-сверлильный с ЧПУ2Р135Ф364Токарно-винторезный с ЧПУБ16Д25Ф355Радиально-сверлильный2Н5536Полуавтомат круглошлифовальный3М153А2№ п/пНаименование оборудованияМодельКоличество оборудования7Верстак слесарный-28Моечная машинаМПП-2502ВСЕГО46
Таблица 15.2.6.3 - Ведомость оборудования на участке валов
№ п/пНаименование оборудованияМодельКоличество оборудования1Токарно-револьверный полуавттомат1425122Полуавтомат токарно-гидрокопировальный многорезцовый171393Вертикально-сверлильный2А12554Полуавтомат вертикальный зубодолбежный512275ВнутришлифовальныйЗК227А26Полуавтомат круглошлифовальныйЗМ15017Моечная машинаМПП-2502Верстак5ВСЕГО43
Таблица 15.2.6.4 - Ведомость оборудования на участке корпусов
№ п/пНаименование оборудованияМодельКоличество оборудования1Токарно-карусельныйVNL803H32Токарно-карусельныйV-Turn A800CNC153Сверлильно-фрезерно-расточной600V84Радиально-сверлильныйRD 10025Вертикально-сверлильныйVDM-50Vn16Карусельно-шлифовальный3H762CNC17Моечная машинаМПП-25028Электроэрозионный копировально-прошивочныйEA12D49Турбоабразивная2Итого38
Уточняем оборудование на участках
№ п/пНаименование участкаКоличество единиц оборудования на участке С_(пр. у)1Корпусов382Дисков253Валов434Крышек46Всего152
15.2.7 Оборудование распределяется по подразделениям
Окончательно количество оборудования на участках определяется с учётом того, что в общих производственных помещениях цеха устанавливаются лишь станки нормальной и повышенной точности (классов Н и П). Для обеспечения требуемой точности работы станки классов А, В и С ​устанавливают в термоконстантных помещениях. При этом станки для точной лезвийной и точной абразивной обработки устанавливаются в отдельных термоконстантных помещениях.
Оборудование для вибро-, гидро- и турбоабразивных, термических, гальванических и промывочных операций также размещается в специальных помещениях.
Принимаем четыре участка лезвийной обработки, промывочный участок, участок шлифовальных станков, участок турбоабразивной обработки, промывочный участок, участок электроэрозионной обработки.
Таблица 15.2.7.1 - участок лезвийной обработки корпусов
№ п/пНаименование оборудованияМодельКоличество оборудования1Токарно-карусельный с ЧПУVNL803H32Токарно-карусельный с ЧПУV-Turn A800CNC153Сверлильно-фрезерно-расточной600V84Радиально-сверлильныйRD 10025Вертикально-сверлильныйVDM-50Vn1ВСЕГО29 Таблица 15.2.7.2 - участок лезвийной обработки дисков
№ п/пНаименование оборудованияМодельКоличество оборудования1Токарно-лобовой с ЧПУАТПР-800Н62Токарно-специальныйАТ-600В183Универсально-сверлильный2А5514Универсально-фрезерный6Р83Ш25ЗубофрезерныйФПХ-80026Протяжной7Б562ВСЕГО21
Таблица 15.2.7.3 - участок лезвийной обработки валов
№ п/пНаименование оборудованияМодельКоличество оборудования1Токарно-револьверный полуавттомат1425122Полуавтомат токарно-гидрокопировальный многорезцовый171393Вертикально-сверлильный2А12554Полуавтомат вертикальный зубодолбежный512275Полуавтомат круглошлифовальныйЗМ15016Верстак5ВСЕГО39
Таблица 15.2.7.4 - участок лезвийной обработки крышек
№ п/пНаименование оборудованияМодельКоличество оборудования1Вертикально-фрезерный6Р11162Токарно-винторезныйГС526У103Вертикально-сверлильный с ЧПУ2Р135Ф364Токарно-винторезный с ЧПУБ16Д25Ф355Радиально-сверлильный2Н5536Верстак слесарный-2ВСЕГО42
Таблица 15.2.7.2 - Промывочный участок
№ п/пНаименование оборудованияМодельКоличество оборудования1Моечная машинаМПП-2508ВСЕГО
Таблица 15.2.7.3 - Участок шлифовальных станков
№ п/пНаименование оборудованияМодельКоличество оборудования1Карусельно-шлифовальный станок3Н762CNC12Полуавтомат круглошлифовальный3М153А23ВнутришлифовальныйЗК227А2№ п/пНаименование оборудованияМодельКоличество оборудованияВСЕГО5
Таблица 15.2.7.4 - Участок турбоабразивной обработки
№ п/пНаименование оборудованияМодельКоличество оборудования1Турбоабразивная установка-4ВСЕГО4
Таблица 15.2.7.5 - Участок электроэрозионной обработки
№ п/пНаименование оборудованияМодельКоличество оборудования1Электроэрозионный копировально-прошивочный станок с ЧПУEA12D4ВСЕГО4 15.2.8 Уточненная организационная структура цеха
Рисунок 15.2.8.1 - Уточненная организационная структура цеха
15.2.9 Предварительное определение площади цеха
S_пр=C_мел∙(10÷12м^2 )+C_сред∙(15÷25м^2 )+C_круп∙(30м^2 ), (15.2.9)
где C_мел- габариты мелкого оборудования (до 1800×800 мм);
C_сред- габариты среднего оборудования (до 4000×2000 мм);
C_круп- габариты крупного оборудования (более 4000×2000 мм).
S_пр=24∙(12м^2 )+98∙(25м^2 )+30∙(30м^2 )=3638 м^2
15.3 Определение состава и численности работающих
15.3.1 Производственные рабочие
Состав производственных рабочих определяется на основании типов оборудования, имеющегося в цехе. Численность их Rp рассчитывается по принятому количеству единиц соответствующего оборудования отдельно по каждой профессии и отдельно для каждого производственного подразделения:
, (15.3.1)
где Фд - действительный годовой фонд времени работы единицы оборудования;
Спр - принятое количество единиц оборудования, на котором будут работать рабочие рассчитываемой профессии;
Кз - коэффициент загрузки оборудования;
Фдр - действительный годовой фонд времени рабочего; при 40-часовой рабочей неделе можно принять Фдр = 1840 часов;
Км - коэффициент многостаночного обслуживания
, (15.3.2)
гдеto, tв - составляющие штучного времени ;
tпер - время на переходы рабочего между станками; можно принять tпер = 0,5 мин.
Таблица 15.3.1.1 - Ведомость работающих
№ п/пДолжность(профессия)Количество работниковВсегоВ первую сменуВо вторую смену1Производственные рабочиеОператор токарно-карусельного станка с ЧПУ161531Оператор сверлильных станков с ЧПУ10919Сверловщик101020Шлифовщик325Оператор Электроэрозионных станков112Мойщик213Оператор турбоабразивной установки213Слесарь7714Фрезеровщик181735Протяжник224Токарь101020Зуборезчик224ИТОГО83771602Вспомогательные рабочиеНаладчик131326Распределитель работ448Кладовщик224Кладовщик раздатчик112Водитель224Уборщик стружки224Уборщик помещения224ИТОГО2626523СлужащиеСекретарь1-1Табельщик112Нарядчик1-1Старший кладовщик ИРС1-1ИТОГО4154СпециалистыИнженер-технолог4-4Плановик1-1Нормировщик2-2Бухгалтер2-2Экономист1-1Диспетчер112ИТОГО101115РуководителиНачальник цеха1-1Заместитель начальника цеха2-2Старший мастер4-4Сменный мастер448Начальник тех. бюро1-1Начальник ПДБ1-1Начальник БТиЗ1-1Старший бухгалтер1-1Зав. хоз. частью1-1ИТОГО164206Работники контрольной службыНачальник БЦК1-1Контролер336Контрольный мастер-11ИТОГО448Всего работников144113257 15.3.2 Определяем количество наладчиков
Количество наладчиков определяется для каждого участка отдельно, а затем суммируется для цеха в целом. При этом учитывается возможность обслуживания одним наладчиком различных групп оборудования.
Расчёт числа наладчиков выполняется для первой смены; для второй смены количество этих рабочих принимается таким же.
Таблица 15.3.2.1 - Количество наладчиков
УчастокСтанокСпрЧисло станков, обслуживаемых одним наладчикомПроцент загрузки наладчикаКоличество наладчиковТипМодельУчасток корпусовТокарно-карусельныйVNL803H31030
250%
3 человекаТокарно-карусельныйV-Turn A800CNC1510150Сверлильно-фрезерно-расточной600V81650Радиально-сверлильныйRD 10021513,3Вертикально сверлильныйVDM-50Vn1156,7Шлифовальный участокКарусельно-шлифовальный станок3H762CNC1862,562,5%
1 человек
Внутришлифовальный3М153А2КруглошлифовальныйЗК227А2
15.4 Вспомогательное производство
15.4.1 Склады
Склад заготовок
, (15.4.1.1)
где tз - нормативный запас хранения заготовок;
Фгод = 365 - число дней в году;
q - средняя грузонапряжённость площади склада;
Ки = 0,4 - коэффициент использования площади склада, учитывающий наличие проходов и проездов.
Qз - общая масса заготовок, проходящих через склад за год, т:
, (15.4.1.2)
где Мз - масса заготовки детали-представителя, кг;
Тпр - годовая программа цеха;
Тк - суммарное штучно-калькуляционное время, затрачиваемое на изготовление детали-представителя.
Q_з=(3∙37,92∙500000)/(50∙283,9)=4007,05
S_з=(4007,05∙8)/(365∙3∙0,4)=73,19 м^2
Склад готовых деталей
, (15.4.2.3)
где Qд - масса деталей, проходящих через склад в течение года;
, (15.4.3.4)
где Мд - масса детали-представителя
Q_д=(7,63∙3∙500000)/(50∙283,9)=806,27
S_д=(806,27∙7)/(365∙2∙0,4)=19,33 м^2
Вспомогательный склад
Площадь склада определяется из расчёта 0,15 м2.
S_(всп.с)=0,15∙152=22,8 м^2
15.4.2 Инструментальное обеспечение
Инструментально-раздаточный склад
Общая площадь ИРС подсчитывается путём суммирования ряда площадей:
, (15.4.2.1)
где Sин - площадь для складирования режущего и вспомогательного инструмента, м2;
Sосн - площадь для складирования инструментальной оснастки; м2;
Sабр - площадь для складирования шлифовальных и полировальных кругов; м2;
SУСП - площадь для складирования универсальных приспособлений; м2; эта площадь не должна быть менее 20 м2.
Все перечисленные составляющие площади ИРС определяются из исходя из количества производственного оборудования соответствующих типов по нормативам
Принимаем S_ин=77,4 м^2 ; S_осн=197,6 м^2 ; S_абр=3 м^2 ; S_УСП=68,4 м^2
S_ИРС=77,4+197,6+3+68,4=346,4 м^2 15.4.3 Обеспечение СОЖ
Укрупнённо площадь склада можно определить по сумме площадей для хранения СОТС (из расчёта 0,6-1,2 % от производственной площади цеха) и площадей для хранения смазочных масел (из расчёта 0,1-0,12 м2 на один обслуживаемый станок - лезвийный или шлифовальный)
S_сотс=3638∙0,8%=29,1 м^2 S_(смаз.м)=129∙0,1=12,9 м^2 S_гсм=29,1+12,9=42〖 м〗^2 15.4.4 Уборка стружки
Количество образующейся в цехе за год стружки Мстр можно определить на основе разницы массы заготовки и готовой детали (представителя). Количество деталей в штуках следует принимать по условной годовой программе Пусл (программе, состоящей лишь из деталей-представителей) следующим образом:
П_усл=(60∙Т_пр)/Т_∑▒к , (15.4.4.1)
гдеТпр - заданная годовая программа цеха, нормо-час.;
ТΣк - суммарное штучно-калькуляционное время изготовления детали-представителя.
П_усл=(60∙500000)/283,9=105671,19 шт.
Общая масса стружки, образующейся в цехе за год, , в тоннах,
М_∑▒стр=(П_усл∙(М_з-М_д ))/1000, (15.4.4.2)
М_∑▒стр=(105671,19∙(37,92-7,63))/1000=3200,78 т.
Зная общую массу стружки, можно определить удельную массу стружки Муд.стр, т, приходящуюся на 1 м2 производственной площади цеха в год:
М_(уд.стр.)=М_стр/S_(пр.ц.) , (15.4.4.3)
гдеSпр.ц - производственная площадь цеха.
М_(уд.стр.)=3200,78/3638=0,88
Стружка собирается в специальную тару и убирается напольным автотранспортом.
Интенсивность образования стружки Jстр, т/час, можно оценить по формуле:
,(15.4.4.4)
гдеФ = 250 - число рабочих дней в году;
m = 2 - число смен в сутки;
τ = 8 часов - продолжительность рабочей смены.
J_стр=3200,78/(250∙2∙8)=0,8 т/час
Из полученного значения следует что отделение по переработке стружки централизованное.
15.4.5 Хозяйственная служба
Хозяйственной службой цеха руководит начальник хозяйственной службы (завхоз). Его задачей является обслуживание участков цеха, содержание в надлежащем состоянии здания цеха и территории вокруг него в соответствии с правилами и нормами промышленной санитарии и пожарной безопасности. Комната завхоза имеет площадь 9 м2.
Завхозу подчиняются уборщики помещений, количество которых определяется из расчёта 1 чел. на 2000-2500 м2 производственных помещений и 1 чел. на 500-600 м2 бытовых и конторских помещений на смену.
Принимаем количество уборщиков 4 человека на смену.
15.4.6 Контрольный отдел
БЦК является частью общезаводского контрольного отдела. В состав БЦК входят контрольное отделение и контрольно-поверочный пункт.
Количество работников цеховой контрольной службы принимается в размере 5-7 % от числа производственных рабочих.
Из этого количества определяется число руководителей контрольной службы - контрольных мастеров, из расчёта, что на одного контрольного мастера приходится 6-10 контролёров. В число руководителей входит также начальник БЦК, имеющий права старшего контрольного мастера.
Общая площадь контрольного отделения определяется из расчёта 9 м2 на одного человека.
Принимаем количество работников цеховой контрольной службы - 8 человек
Из них один начальник БЦК и один контрольный мастер.
Общая площадь: S_бцк=9∙8=72 м^2 15.5 Цеховой транспорт
Выбираем электрические кран-балки грузоподъемностью 1т. ОАО "ВОМЗ"
Напольный транспорт - электрокары ЭТМ ( габаритные размеры 1100×700, грузоподъемность 1т.)
Принимаем их в количестве одна кран-балка на два участка, принимаем две штуки. Электрокары - две штуки.
15.6 Обслуживающие помещения
15.6.1 Администрация
Кабинет начальника цеха.
Принимаем 18м2
Кабинеты заместителей начальника цеха принимаем по 9 м2
Приемная 9 м2
Комната старших мастеров 16 м2
Технологическое бюро принимаем 30 м2
В функции технологического бюро входят: разработка технологических процессов изготовления деталей, контроль правильности их выполнения и внесение в них необходимых изменений.
Работниками бюро являются инженеры-технологи, количество которых принимается по одному на каждый участок механической обработки. Возглавляет бюро начальник. Все они работают в первую смену.
Площадь помещения бюро определяется из расчёта 6 м2 на одного работающего в нём.
Планово-диспетчерское бюро принимаем 30 м2
Планово-диспетчерское бюро предназначено для оперативного планирования работы основного производства цеха, обеспечения движения по рабочим местам и складирования заготовок, полуфабрикатов и готовых деталей. В ПДБ входят: плановик - один человек, диспетчеры - под одному человеку на смену, распределители работ - по одному человеку на каждый участок механической обработки на смену, кладовщики и рабочие транспортной системы цеха. Руководит бюро его начальник.
Площадь рабочей комнаты руководителя и специалистов ПДБ определяется из расчёта 4 м2 на одного работающего в ней (в число которых включаются руководитель, сменный диспетчер и плановик).
Бюро труда и заработной платы В штат бюро входят: нормировщики (1 человек на 100-150 основных рабочих), табельщики (по одному на каждую смену), нарядчик. Руководит работой БТи3 его начальник. Площадь рабочей комнаты начальника и специалистов определяется из расчёта 4 м2 на человека. Помещение табельной имеет площадь 9 м2. Принимаем Бухгалтерия - принимаем 16 м2.
Бухгалтерия осуществляет контроль потоков материальных и денежных средств и расчёт издержек производства. Её штатными работниками являются два бухгалтера и экономист. Руководит бухгалтерией старший бухгалтер-экономист. Площадь рабочей комнаты бухгалтерии определяется из расчёта 4 м2 на одного работающего в ней.
15.6.2 Бытовые помещения
Все помещения, кроме помещений общественного питания, проектируются отдельно для мужчин и для женщин. Количество женщин в механических цехах принимается ориентировочно 25-30% от общего числа работающих.
Принимаем: женщин - 76 человек ; мужчин - 181 человек
Гардеробные блоки 2,6-2,8 м2 на одного производственного и вспомогательного рабочего:
Мужские гардеробно-душевые блоки - 385 м2
Женские гардеробно-душевые блоки - 165 м2
туалеты - 0,2 м2 на одного работающего в первую смену:
женские - 9 м2; мужские 19 м2
Помещение общественного питания - буфет 38 м2
Курительные помещения - 0,03 м2 на одного работающего в первую смену для мужчин и 0,01 м2 для женщин, но не менее 9 м2
Мужские - 9 м2 ; Женские - 9 м2
15.7 План расположения оборудования и рабочих мест на участке
15.7.1 Общая площадь цеха
S_общ=S_пр+S_всп+S_(магистр.проездов), (15.7.1.1)
где S_пр- производственная площадь;
S_всп-вспомогательная площадь;
S_(магистр.проездов)-площадь магистральных проездов:
S_(магистр.проездов)=(0,4÷0,6)∙S_всп (15.7.1.2)
S_всп=S_з+S_д+S_(всп.с)+S_ирс+S_гсм+S_(адм.хоз)+S_бцк (15.7.1.3)
S_всп=73,19+19,33+22,8+346,4 +42+30+72=605,72 м^2
S_(магистр.проездов)=0,6∙605,72=363,43 м^2
S_общ=605,72+3638+363,43=4607,15 м^2
15.7.2 Параметры производственного здания
Принимаем УТС 72×72, площадью 5184 м2
Используем сетку колонн с размерами 24×12 м, где 12 - шаг колонн, 24 м - ширина пролёта.
Высота здания:
Н = h1 + h2 + h3 + h4, (15.7.2.1)
гдеh1 - максимальная высота оборудования, установленного в цехе, м;
h2 - высота транспортируемого груза (можно принять высоту груза равной наибольшей высоте установленных в цехе станков, вес которых позволяет транспортировать их краном выбранной грузоподъёмности);
h3 - минимальное расстояние от головки рельса до крюка подъёмного механизма (можно принимать равным 0,5 м);
h4 - минимальное расстояние между транспортируемым грузом и самым высоким станком (можно принимать равным 0,5 м).
Н = 4800+4800+0,5+0,5 = 9,6 м
15.7.3 Способ размещения административно-бытовых служб
Рисунок 15.7.3.1 - Размещение административно-бытовых помещений
15.7.4 Компоновочный план цеха
Рисунок 15.7.4.1 - Компоновочный план цеха
15.7.5 Схема размещения оборудования
Рисунок 17.7.5.1 - Схема размещения оборудования
16 Экономические расчеты
16.1 Расчет основных технико-экономических показателей цеха по производству деталей газотурбинных двигателей
Предварительно рассчитаем трудоемкость изготовления детали "корпус силовой" по отдельным операциям и разрядам работ (таблица 16.1).
Таблица 16.1 - Трудоемкость изготовления детали по отдельным операциям и разрядам работ в часах
№ операцииНаименование операцииТрудоемкость по разрядам23456005заготовительная010термическя015Токарная с ЧПУ0,26020Токарная с ЧПУ0,13025Токарная с ЧПУ0,94030Токарная с ЧПУ0,38035Токарная с ЧПУ0,57040Токарная с ЧПУ0,17045Промывочная0,04050Сверлильная с ЧПУ0,1055Электроэрозионная0,5060Сверлильная0,26065Сверлильная с ЧПУ0,36№ операцииНаименование операцииТрудоемкость по разрядам070Слесарная0,21075Промывочная0,04080Сверлильная0,0385Сверлильная с ЧПУ0,6290Промывочная0,0495Шлифовальная0,05100Промывочная0,04Итого4,70 Суммарная трудоемкость изготовления одной детали рассчитывается по [6], с. 5, формула (1.1)
, (16.1)
где Тшк - штучно-калькуляционное время, ч.
Из таблицы (16.1) видно, что трудоемкость изготовления одной детали опора шарикоподшипника составляет 4,7 ч/шт.
Условная годовая производственная программа определяется по [6], с.5, формула (1.2).
(16.2) где ТГ - заданная годовая трудоемкость цеха, ч/год. В данном дипломном проекте годовая трудоемкость цеха составляет 480000 ч/год.
Подставив численные значения в формулу (16.2) получим:
Затраты на материал
Затраты на материалы за вычетом стоимости отходов определяются по [6], с. 5, формула (1.3).
(16.3) где Цм, Цо - цена 1 кг материала и отходов, руб. На предприятии цена за 1 кг стали, на 2013 год составляет 152 руб.
Мз, Мо - масса заготовки, отходов, кг. Масса заготовки данной детали составляет 7,63 кг, а масса отходов 30,29 кг.
Цена отходов обычно составляет (0,1...0,2)·Цм. Если учесть коэффициент использования материалов (в данном случае КИМ равен 0,2) и Цо = 0,1Цм, тогда затраты на материал для годовой программы определяются по формуле:
(16.4) где Мд - масса детали, кг.
Подставив численные значения в формулу (16.4), получим:
Технологическое оборудование
Расчет количества технологического оборудования
Количество оборудования определяется по [6], с. 6, формула (2.5).
(16.5) где Тi - штучно-калькуляционное время по операциям и моделям станков, ч;
Фэ - эффективный годовой фонд времени работы оборудования, ч. Эффективный годовой фонд времени работы оборудования определяется по [6], с. 6, формула (2.6).
(16.6)
где D - число рабочих дней в году (250);
С - длительность рабочего дня, при двухсменной работе и 8-часовой смене, С = 16 ч; Кр - коэффициент, учитывающий затраты времени на ремонт и обслуживание (Кр = 0,95).
Рассчитаем необходимое количество оборудования для данного технологического процесса, подставив численные значения в формулы (16.5) и (16.6). Сверлильно-фрезерно-расточной станок 600V:
Токарно-карусельный станок с ЧПУ VNL803H:
Токарно-карусельный станок с ЧПУ V-Turn A800CNC:
Карусельно-шлифовальный станок 3Н762CNC:
Турбоабразивная установка:
Моечная машина:
Радиально-сверлильный станок RD-100
Вертикально-сверлильный станок VDM-50Vn
Электроэрозионный копировально-прошивочный с ЧПУ EA12D
Расчетные данные вносим в таблицу 16.2.
Таблица 16.2 - Количество и стоимость оборудования
Модель станка№ операцииРасчетное количество оборудованияПринятое количество оборудования Стоимость 1 единицы оборудования, тыс. руб.Суммарная стоимость оборудования, тыс. руб.Амортизационные отчисленияVNL803CNC15,2010,7112500275002750V-Turn A800CNC25,30,35,4057,457300017100017100600V50,65,8530,23015004500045003Н762CNC951,3189089089RD-100607,372501750175VDM-50Vn800,8112012012EA12D5513,99142000280002800Турбоабразивная установка705,9762201320132Моечная машина45,75,90,1003,338024024Итого13034582034582Модель станка№ операцииРасчетное количество оборудованияПринятое количество оборудования Стоимость 1 единицы оборудования, тыс. руб.Суммарная стоимость оборудования, тыс. руб.Амортизационные отчисленияВспомогательное оборудование97987182718Итого13934800234800
Амортизационные отчисления рассчитываются по [6], с. 6, формула (2.7)
, (16.6)
где Цоб - цена оборудования.
Полученные данные необходимо внести в таблицу 16.2.
Персонал цеха
Персонал цеха, как предприятие в целом, представлен следующими категориями: рабочие (основные и вспомогательные), руководители, специалисты, служащие.
Состав и численность персонала Определим количество основных рабочих по [6], с. 7, формула (3.8)
(16.7)
где Тij - трудоемкость по профессиям и разрядам, ч;
КВ - коэффициент выполнения норм (КВ = 1...1,1);
КМ - коэффициент многостаночности (для станков с ЧПУ и других полуавтоматов рекомендуется КМ = 0,5);
Фд - действительный фонд времени рабочего, ч.
(16.8)
где D - число рабочих дней в году (250);
С - длительность смены (8 часов);
К - коэффициент, учитывающий плановые и случайные потери рабочего времени (отпуска, болезни и т.д.), К = 0,9.
Подставив численные значения в формулы (16.7) и (16.8) рассчитаем количество основных рабочих.
Общее число операторов 5 разряда (токарно-карусельный VNL803H; токарно-карусельный V-Turn A800CNC; сверлильно-фрезерно-расточной 600V;электроэрозионный копировально-прошивочный с ЧПУ):
Общее число мойщиков 2 разряда (моечная машина):
Общее число слесарей 3 разряда (турбоабразивная установка):
Общее число шлифовщиков 3 разряда (шлифовальный станок 3Н762CNC):
Общее число сверловщиков 3 разряда (радиально-сверлильный станок RD-100; вертикально-сверлильный станок VDM-50Vn):
Расчетные данные сводим в таблицу 16.3.
Таблица 16.3 - Численность и заработная плата основных рабочих
Профессия (должность)Уровень квалификации: разрядКоличествоТарифная ставка, руб./ч.Оплата труда и начисления, руб.ФТФОСФОТотчисления на социальные
нуждыОператор511965,0627756350416345264579797813739393Мойщик2438,44572267858401944241283272Слесарь3647,31107324516098681770855531257Шлифовщик3347,31236449354674390142117042Сверловщик3347,31145726621858992404489721347Итого: Р13531095578466433685130770415392311
Для основных рабочих при сдельно-премиальной форме оплаты труда базой заработной платы является тарифная часть ФТ (руб./год). Тарифная часть определяется по [6], с. 9, формула (3.10). , (16.9)
где ТСj - тарифная ставка по j-ому разряду;
Тij - трудоемкость для детали опора шарикоподшипника по i-ым профессиям и j-ым разрядам.
Численные значения занесем в таблицу 16.3.
Основной фонд оплаты труда ФОС для основных рабочих рассчитывается по [6], с. 10, формула (3.11).
(16.10)
где D - доплаты, руб. В данном случае доплаты составляют 10% от ФТ;
П - премии, руб. В данном случае премия составляет 40% от ФТ.
Численные значения занесем в таблицу 17.3.
Фонд оплаты труда ФОТ (руб./год) определяется по [6], с.10, формула (3.12).
, (16.11)
где Фдоп. - дополнительная заработная плата для оплаты отпусков, руб. Численные значения занесем в таблицу 16.3.
Отчисления на социальные нужды составляют 30 % от фонда оплаты труда, премий и дополнительной зарплаты. Численные значения занесем в таблицу 16.3.
Аналогично производим расчет для вспомогательного персонала. Данные заносим в таблицу 16.4. Таблица 16.4 - Численность и заработная плата вспомогательных рабочих
Профессия (должность)Уровень квалификации: разрядКоличествоТарифная ставка, руб./ч.Оплата труда и отчисления, руб.ФОТотчисления на социальные нуждыНаладчик оборудования5565,061066620319986Слесари по текущему ремонту и обслуживанию оборудования3647,31930743279223Станочники по ремонту оборудования2238,4425208075624Слесари по ремонту технологической оснастки3247,3131024893074Станочники по ремонту технологической оснастки3247,3131024893074Кладовщики материальных и промежуточных кладовых3347,31465371139611Кладовщики ИРК2438,44504161151248Электромонтеры4256,19368481110544Профессия (должность)Уровень квалификации: разрядКоличествоТарифная ставка, руб./ч.Оплата труда и отчисления, руб.ФОТотчисления на социальные нуждыПодготовители-распределители4856,191473922442177Комплектовщики3247,3131024893074Контролеры41856,193316325994897Подсобные и транспортные рабочие11129,571066521319956ИТОГО:65103749673112490
Оплата труда руководителей, специалистов и служащих определяем по [6], стр. 11, формула (3.14).
ФОТ - фонд оплаты труда, руб./год.
(16.12)
где Р - численность руководителей, специалистов, служащих;
ЗО - оклад, руб./мес.;
К - коэффициент учитывающий надокладную часть. Принимаем для служащих К = 1,5, для специалистов К = 1,8, для руководителей К = 2. Расчетные данные заносим в таблицу 16.5. Таблица 16.5 - Численность и заработная плата руководителей, служащих, специалистов
Профессия (должность)Уровень квалификации: категорияКоличествоОклад, руб./месяцОплата труда и отчисления, руб.ФОТотч. на соц. нуждыНачальник цеха 115600374400112320Зам.начальника цеха 114500348000104400Начальник ПДБ 11170028080084240Плановик1820017712053136Начальник БЦК 11170028080084240Начальник тех.бюро11170028080084240Старший технолог 11100023760071280Технолог111050022680068040Технолог21945020412061236Технолог31820017712053136Сменный диспетчер 11000021600064800Старший нормировщик 11100023760071280Профессия (должность)Уровень квалификации: категорияКоличествоОклад, руб./месяцОплата труда и отчисления, руб.ФОТотч. на соц. нуждыНормировщик21945020412061236Экономист111050022680068040Мастер по оборудования 1900019440058320Техник по инструменту 1820017712053136Мастер ремонта приспособлений 1900019440058320Контрольный мастер 39000583200174960Бухгалтер21945020412061236Старший мастер 49750631800189540Сменный мастер 890001166400349920Старший техник-плановик 39000583200174960Секретарь-табельщик 1800014400043200Итого:3473507202205216
Основные фонды цеха и их содержание
К основным фондам цеха относятся средства труда, которые непосредственно участвуют в производственном процессе (машины, оборудования) и создают условия его нормального осуществления (здания, сооружения). Стоимость электроэнергии технологической
Стоимость электроэнергии технологической (ЭТ, руб.) рассчитывается по [6], с. 12, формула (4.15).
(16.10)
где ΣNК - суммарная мощность электроустановок номинальная, кВт, определяется или суммированием по технологическому вспомогательному оборудованию, или по средней мощности NС энергопотребителей для оборудования по техпроцессу: (16.11)
КР, КТ - коэффициенты использования электроустановок по мощности и времени. Для расчетов принимаем КР·КТ = 0,5;
ЦЭ - цена 1 кВт·ч электроэнергии. Для расчетов принимаем ЦЭ = 3,2 руб./кВт·ч.
Подставив численные значения в формулы (16.10), (16.11), рассчитаем стоимость электроэнергии технологической.
Стоимость вспомогательных материалов Стоимость вспомогательных материалов включает затраты на смазочные, обтирочные материалы, на воду и сжатый воздух. Укрупнено можно принять 3000 руб./год на единицу оборудования. По [6], с.12, формула (4.16) рассчитаем стоимость вспомогательного материала (СВМ, руб./год).
(16.12)
где М - количество оборудования.
Подставив численные значения в формулу (16.12), получим
Технологическая оснастка
Затраты на приспособление, режущий, вспомогательный и измерительные инструменты существенно изменяются в зависимости от типа производства, сложности и ответственности продукции, применяемого оборудования. Эти расходы (приобретение, проектирование, изготовление, амортизация, ремонт) можно рассчитать по [6], с. 12, формула (4.17).
(16.13)
где СОБ - стоимость оборудования, руб.
Подставив численные значения в формулу (16.13), получим:
Затраты на ремонт оборудования
Затраты на ремонт оборудования (СРО, руб./год) рассчитываются по [6],с.13, формула (4.18).
(16.14)
где СR - затраты на 1 ремонтную единицу механической части, в зависимости от сложности оборудования, руб./ч. Принимаем СR = 0,12 руб./ч;
R - средняя категория ремонтной сложности для М станков. Принимаем R = 20; КЭ - коэффициент, учитывающий повышение затрат на электрическую часть оборудования. КЭ принимаем равным 1,4.
Подставив численные значения в формулу (16.14), получим:
Затраты на транспортные средства
Стоимость кран-балок, автокар, конвейеров рассчитывается по [6], с. 13, формула (4.20).
СТР - стоимость транспортных средств, руб./год.
(16.15)
Подставив в формулу (17.15) численные значения, получим:
Затраты на ремонт транспортных средств рассчитываются по [6], с. 13, формула (4.21).
СТРР - затраты на ремонт транспортных средств, руб./год.
(16.16)
Подставив в формулу (17.16) численные значения, получим:
Затраты на амортизацию транспортных средств рассчитываются по [6], с. 13, формула (4.22).
СТА - затраты на амортизацию транспортных средств, руб./год.
(16.17)
Подставив в формулу (16.17) численные значения, получим:
Затраты на ремонт, амортизацию и содержание зданий
Размер и стоимость знаний\
Размер цеха в основном зависит от средней площади, занимаемой одним станком (S1). В связи с тем, что деталь данного проекта средних габаритов, то станки выбираем средних размеров. Величина основного технологического оборудования составляет S1 = 20 м2, а вспомогательного оборудования - 10 м2. Тогда производственную площадь (SП, м2) для основного и вспомогательного оборудования рассчитаем по [6], с. 13, формула (4.23).
(16.18)
Подставив численные значения в формулу (16.18), определим площадь для основного и вспомогательного оборудования:
Общая производственная площадь будет равна:
Общая площадь зданий (S, м2) определяется по [6], с. 14, формула (4.24).
(16.19)
Подставив численные значения в формулу (16.19), получим:
Определим стоимость здания (ЦЗ, руб.) по формуле [6], с. 14.
(16.20)
где ЦП - стоимость 1 м2 площади. Принимаем ЦП = 9000 руб./м2.
Подставив численные значения в формулу (16.20), получим:
Затраты на освещение
Затраты на освещение определяются из норматива 15 Вт/м2 по [6], с. 14, формула (4.25).
ЗОС - затраты на освещение, руб./год.
(16.21)
где ТО - время освещения, равно 2400 ч./год при двухсменной работе;
ЦЭ - цена электроэнергии, руб./кВт·ч. Принимаем ЦЭ = 3,2 руб./кВт·ч.
Подставив численные значения в формулу (16.21), определим затраты на освещение:
Расходы на отопление, воду для бытовых нужд
Расходы на отопление рассчитываются по [6], с. 14, формула (4.26)
(16.22)
где РТ - расход теплоносителя, т. Рассчитывается по формуле
(16.23)
ЦТ - цена 1 т теплоносителя, руб./т. Принимаем ЦТ = 350 руб./т;
VЗ - объем здания, м3. При высоте здания 8 м, получаем
(16.24)
Подставив численные значения в формулу (16.24), определим расходы на отопление:
Расходы на воду для бытовых нужд (ЗВ, руб./год) определяем исходя из потребления 30 л в сутки на одного работника цеха и 250 рабочих дней в году.
(16.25)
где Р - численность персона цеха. В данном дипломном проекте общая численность персонала цеха составляет 248 человек;
ЦВ = 9,8 руб./м3.
Подставив численные значения в формулу (16.25), определим расходы на воду:
Затраты на амортизацию, содержание и ремонт помещений
Затраты на амортизационные отчисления (САЗ, руб.) рассчитываются по [6], с. 14, формула (4.28)
(16.26)
Подставив численные значения в формулу (16.26), определим затраты на амортизацию:
Затраты на содержание и ремонт (СЗР, руб.) рассчитываются по [6], с. 15, формула (4.29)
(16.27)
Подставив численные значения в формулу (16.27), определим затраты на содержание и ремонт
Расчет себестоимости продукции
В процессе проектирования цеховой структуры были определены основные элементы годовых затрат, определяющие цеховую себестоимость.
Таблица 16.6 - Себестоимость продукции
№ статьи затратЗатратыГодовые тыс. р.На единицу продукции, руб.Удельный вес1.Сырье и материалы5673025334,890,722.Топливо и энергия на технологические цели14622137,50,0193.Основная заработная плата46643438,630,063.1.Дополнительная заработная плата466543,870,0064.Фонд оплаты труда51308482,50,0655.Отчисления на социальные нужды15392144,750,026.Общепроизводственные (цеховые) расходы, в том числе88096828,450,1126.1Основная и дополнительная зарплата персонала цеха17726166,690,0236.1.1Вспомогательные рабочие1037597,570,0136.1.2Руководители, специалисты, служащие735169,130,0096.2Отчисления на социальные нужды531850,010,007№ статьи затратЗатратыГодовые тыс. р.На единицу продукции, руб.Удельный вес6.3Материально-техническое обеспечение цеха183817,280,00236.4Амортизационные отчисления37732354,830,0486.4.1Оборудование, транспорт36071343,90,0476.4.2Здания, сооружения116210,930,00156.5Ремонт и содержание21053197,980,0276.5.1Оборудование, оснастка13330125,360,0176.5.2Здания 772372,630,016.6Охрана труда, изобретательство, износ малоценных предметов2342,20,00036.7Прочие расходы419539,450,005Итого7833637366,721,00 Выполним расчет критической безубыточности программы ПК по [6], с. 17, формула (4.31):
(16.28)
где СС - условно-постоянные затраты на выпуск продукции, р./год;
Ц - цена одного изделия, р./шт.;
СП - переменные затраты на единицу продукции, р./шт.
Определим переменные затраты на единицу продукции по [6], с. 17, формула (4.32)
(16.29)
где СЦ - общепроизводственные расходы.
Определим себестоимость единицы продукции по [6], с. 17, формула (4.33)
(16.30)
где СПГ - переменные годовые затраты.
Определим уровень оптовой цены по [6], с. 17, формула (4.34):
(16.31)
где ПР - норматив для определения планируемой балансовой прибыли, принимаем ПР = 0,3.
Поставив численные значения в формулу (16.34) получим:
Определим ПК подставив численные значения в формулу (16.31)
16.2 Экономическое обоснование разработанного технологического процесса. Технологическая себестоимость может включать все элементы затрат, касающиеся реализации техпроцесса, если они подвергаются изменениям. Поэтому при рассмотрении технологической себестоимости необходимо анализировать все возможные, как положительные, так и отрицательные эффекты, но при сравнении учитываются только существенно изменяющиеся элементы затрат. Исходные данные приведены в таблице 16.7.
Таблица 16.7 - Сравнение базового и разработанного технологического процесса
Базовый ТПРазработанный ТПИзмененияВозможные эффектыЗаготовка КИМ 0,12КИМ 0,2- смена заготовки, - расчет размеров- экономия материала065,075,085055- концентрация, уменьшение Σ Тшк, - уменьшение Σ Цоб- зарплата и отчисления, - амортизация и ремонт расчет режимов обработки и операционных размеров- уменьшение Тшк, - увеличение КИМ - зарплата и отчисления, - экономия материалаоперация 080операция 50 механизация приспособления- надежность закрепления, - уменьшение Тшк- зарплата, амортизация и ремонтуниверсальные станкистанок с ЧПУ- концентрация операций, - уменьшение Σ Тшк - зарплата, необходим расчет срока окупаемости изменение модели оборудования- сокращение производственных площадей, - уменьшение Σ Цоб, - увеличение производительности- зарплата, амортизация и ремонт, расходы на площади
Сравнение технологических процессов
Рассмотрим пример сравнения базового и нового технологического процесса при изменении:
1 коэффициента использования материала (КИМ);
2 капитальные затраты на оборудование, т.е. суммарной стоимости технологического оборудования Цоб;
3 суммарного штучно - калькуляционного времени Тшк.
Указанные факторы оказывают наибольшее влияние на материальные затраты См, заработную плату и отчисления Сзо, содержание оборудования и оснастки Сос. Суммарные затраты технологического процесса по [6], с. 34, формула (2.33)
(16.32) С учетом годового объема выпуска Пг экономическая эффективность за год для разработанного технологического процесса по [6], с. 34, формула (2.34), составит
(16.33)
где (Са - Сн)·П- технологическая себестоимость по изменяемым элементам затрат для аналога и нового технологического процесса для одной детали.
Затраты на материалы
Величина годовой программы позволяет рассчитать затраты на материалы за вычетом стоимости отходов.
Цена отходов обычно составляет (0,1...0,2)Цм. Если учесть КИМ и Ц0 = 0,12Цм, тогда затраты на материалы для годовой программы определяются (16.3).
Данные сводим в таблицу 16.8. Таблица 16.8 - Затраты на материал для годовой программы
Аналог Новый ТП КИМ = 0,12 КИМ = 0,2 См = 928796 руб. См = 563862 руб. 364937 руб. В ходе дипломного проекта были внесены изменения в базовый технологический процесс, благодаря которым удалось достигнуть определенных положительных эффектов. Данные изменения внесем в таблицу 16.9.
Таблица 16.9 - Изменения в технологическом процессе
АналогНовый ТПОперацияОборудованиеЦоб, тыс. руб.Тшк, минРазрядОперацияОборудованиеЦоб, тыс. руб.Тшк, минРазряд 0652А5550011,125055ЕА12D200028,0550752А5550022,4850856М13П90034,465Итого19000,97 ч 20000,46 ч Данные таблицы 16.9 говорят о значительных положительных изменениях в технологическом процессе:
- уменьшилось количество операций;
- сократилось количество применяемого оборудования и его суммарная стоимость;
- уменьшились затраты времени по ТП.
Затраты на оплату труда и отчисления
Затраты на оплату труда и отчисления будем производить по тарифным сеткам, применяемым на предприятии. Часовая тарифная ставка 1 и 6 разряда по тарифной сетке предприятия составляют соответственно ТС1 = 29,57 руб./час и ТС6 = 73,93 руб./час.
Определим средний разряд работ Ра для аналога и Рн для нового технологического процесса (таблица 16.9):
(16.34)
Подставив численные значения в данную формулу, получим:
Тарифные ставки для данных разрядов составляют: ТС5 = 65,06 руб./час.
Тарифные ставки для данных разрядов:
Тогда основной фонд заработной платы:
(16.35)
Подставив численные значения в формулу (16.35), получим:
С учетом 10% отчислений на дополнительную заработную плату фонд оплаты труда:
,
Отчисления на социальные нужды - 30% Фот:
Суммарные затраты на оплату и отчисления:
Эффективность по оплате труда:
Полученные значения занесем в таблицу 16.10.
Таблица 16.10 - Изменения затрат на оплату труда и отчисления
АналогНовый ТПФосФотСоСзоФосФотСоСзоЭ30290361801085041140143701581047432055020590 Затраты на оборудование и оснастку
Данные затраты наряду с материальными имеют значительный вес в технологической себестоимости. Это определяется высокими ценами на оборудование и зависимостью ряда расходов от капитальных вложений в оборудование по [6], с. 36, формула (2.38): , (16.36)
где Са - амортизационные отчисления, руб./год;
Сро - затраты на ремонт и обслуживание руб./год;
Сп - расходы на оснастку руб./год.
Тогда амортизационные отчисления Са определяются по [8], с. 25, формула (2.39).
(16.37)
где ФД - действительный фонд времени работы оборудования, ч/год.
, (16.38)
где ТГ - число рабочих дней в году (250);
С - число смен;
Д - длительность работы (8 ч);
КР - коэффициент потерь времени на ремонт и обслуживание.
Для 2-сменной работы:
Подставив численные значения из таблицы 16.9 в формулу (16.37), получим:
Рассчитаем затраты на ремонт и обслуживание оборудования:
СРО = 0,1·Цоб , (16.39)
Тогда по [7], с. 37, формуле (2.40)
(16.40)
Подставив численные значения в формулу (16.40), получим:
Затраты на оснастку Сп в среднем составляют 5-10% от стоимости оборудования. Примем для расчета 7%. Данные расчета приведены в таблице (16.11).
Таблица 16.11 - Изменения затрат на оборудование и оснастку АналогНовый ТПСаСроСпСосСаСроСпСосЭ6641664155631884577927792545421038-2193 Расчеты по трем основным составляющим позволяют оценить экономический эффект для разработанного технологического процесса:
Результаты расчетов оформлены в виде столбчатых графиков (рисунок 16.1):
Рисунок 16.1 - Экономический эффект разработанного технологического процесса
Обоснование разработанных приспособлений
Оснащение технологического процесса станочными и контрольными приспособлениями обеспечивает более высокое качество продукции, обычно приводит к росту производительности из-за уменьшения составляющих ТШК.
Изменения в трудоемкости, как правило, незначительны при относительно высокой стоимости приспособлений.
Уменьшение трудоемкости будет сказываться на затратах по энергии, зарплате с отчислениями, амортизации и ремонте.
После использования разработанного механизированного приспособления ценой ЦП =2400 руб. время выполнения операции снизилось с 8,92 до 6,06 минут. Стоимость технологического оборудования Ц = 920 тыс. руб.
Затраты на энергию рассчитаем по [6], с. 39, формула (2.41).
(16.40)
где М - установленная мощность, кВт;
ЦЭ - цена энергии за 1 кВт·ч (3,2 руб./кВт·ч);
КМВ - коэффициент использования по мощности и времени (КМВ = 0,5).
Подставив численные значения в формулу, получим:
ΔСЭ = - 0,46 руб./дет.
Затраты на зарплату и отчисления определяем по [6], с. 39 формуле (2.42).
(16.41)
Подставив численные значения в формулу, получим:
ΔСЗО = +4,03 руб./дет.
Затраты на амортизацию и ремонт определяем по [6], с. 40 формуле (2.44):
(16.42)
Подставив численные значения в формулу (16.42), получим:
ΔСар = +1,84 руб./дет.
Экономия по данным элементам себестоимости составляет:
ΔС = -0,46 + 4,03 + 1,84 = 5,41 руб./дет.
На годовой объем выпуска эффект без учета стоимости приспособления определяется по [7], с. 41, формула (2.45).
(16.43)
Подставим численные значения в формулу (16.43), получим
Определим расходы на приспособление для одной детали по [7], с. 40, формула (2.45).
(16.44)
Подставим численные значения в формулу (17.44), получим:
тогда ΔС = 5,41 - 3,67 = 1,74 руб./дет., т.е. при данной программе использование специального приспособления является эффективным. 18 Безопасность жизнедеятельности
17.1 Анализ возможных опасных и вредных факторов проектируемого технологического процесса
Согласно ГОСТ 12.0.003-74 ССБТ опасные и вредные производственные факторы по природе действия делятся на физические, биологические и химические.
К физическим опасным и вредным производственным факторам для объекта исследования относятся: - пониженная или повышенная температура воздуха,
- пониженная или повышенная влажность воздуха,
- пониженная или повышенная подвижность воздуха, - повышенная запыленность рабочей зоны,
- повышенный уровень шума на рабочем месте,
- опасные факторы, связанные с работой оборудования в цехе.
Для ограничения неблагоприятного воздействия вредных веществ применяют гигиеническое нормирование их содержания в различных средах. В связи с тем, что требование полного отсутствия промышленных ядов в зоне дыхания работающих часто невыполнимо, особую значимость приобретает гигиеническая регламентация содержания вредных веществ в воздухе рабочей зоны (ГОСТ 12.1.005-88 и ГН 2.2.5.686-98). Такая регламентация в настоящее время проводится в 3 этапа: 1) описание ориентировочного безопасного уровня воздействия (ОБУВ); (ГН 2.2.5.687-98); 2) обоснование ПДК; 3) Корректирование ПДК с учетом условий труда работающих и состояния их здоровья. Установлению ПДК может предшествовать обоснование (ОБУВ) в воздухе рабочей зоны.
Объектом анализа является технологический процесс изготовления детали "Опора шарикоподшипника". Технологический процесс состоит из следующих операций механической обработки: токарно-карусельной, сверлильной, резьбонарезной, электроэрозионной, шлифовальной, контрольной.
Заготовка получена штамповкой на КГШП из стали 13Х11Н2В2МФ-Ш.
17.1.1 Анализ механических опасных и вредных производственных факторов, вызывающих ранения, ушибы и ожоги.
Опасные факторы, связанные с работой оборудования в цехе сведены в таблицу 17.1.1
Таблица 17.1.1
Опасные и вредные производственные факторыМашины и оборудованиеОпасные зоныДвижущиеся части машин и оборудования
Вращающийся шпиндель
Вращающийся инструмент Токарно-карусельный станок с ЧПУ VNL 803Н
Токарно-карусельный станок с ЧПУ V-Turn A800CNC
Сверлильно-фрезерно-расточной станок с ЧПУ 600v
Радиально-сверлильный станок RD-100
Карусельно-шлифовальный станок 3Н762CNCРабочие зоны, ограниченные перемещением и вращением рабочих органов станка.
Опасные и вредные производственные факторы
Машины и оборудование
Опасные зоны
Перемещение заготовок и готовых изделий.
Электрокары, транспортные тележки, подъемные краны.
Пути следования электрокары и тележек, рабочая зона подъемного крана.Острые кромки и заусенцы.Токарно-карусельные, сверлильные операцииПоверхность детали и инструмента.Металлическая стружка и разлетающиеся осколки.Токарно-карусельные операции, сверлильные, шлифовальныеЗона обработки (в плоскости вращения детали и инструмента).Повышенная температура поверхности.Токарно-карусельные, сверлильные, шлифовальные операции.Поверхность обработки детали. Для защиты от воздействия механических опасных и вредных производственных факторов необходимо применять защитные устройства и индивидуальные средства защиты (ИСЗ) при выполнении технологических операций, предусмотренных ГОСТ 12.4.011-89. К ним относятся:
- защитные экраны;
- кожухи для защиты от вращающихся частей;
- предохранительные ограждения, ограждающие опасные зоны оборудования:
- снабжение станков блокировкой (аварийное отключение), которая ограничивает рабочую зону инструмента;
- предупреждающие знаки;
- световая, звуковая сигнализация;
- индивидуальные средства защиты (ИСЗ): спецодежда, спецобувь, защитные очки по ГОСТ 12.4.068.-79.
Все работники должны проходить инструктаж и обучение в соответствии с ГОСТ 12.0.004-90.
17.1.2 Анализ микроклимата производственного помещения
Параметры микроклимата оказывают непосредственное влияние на тепловое самочувствие человека и его работоспособность. Категория работ на объекте - физическая средней тяжести, требующая 172...232кДж/с (150...200ккал/час). Факторы, влияющие на изменения параметров микроклимата: операции, сопровождающиеся выделением влаги (моечные), поступление холодного воздуха в помещение при транспортировке заготовок, готовых изделий и отходов, использование СОЖ при работе на металлорежущих станках, выделение тепла при работе оборудования.
Для нормализации воздушной среды производственных помещений проектируемого механического цеха необходимо применять местную вытяжную вентиляцию и тепловые завесы. Количество воздуха, подаваемого в помещение необходимо определить отдельно для холодного и теплого времени года.
Анализ микроклимата производственного помещения осуществляется по ГОСТ 12.1.005-88. Допустимые и фактические параметры микроклимата сведены в таблицу 1.2.1
Таблица 17.2.1
Характерные рабочие местаПараметрыЗначение параметров микроклимата по фактическим даннымДопустимые значения параметров микроклимата Теплый периодХолодный периодТеплый периодХолодный периодМеханический участокto , С18 - 2218 - 2017 - 2318 - 20 φ , %70 ± 555 ± 57560 Vв , м/с0,3 ± 0,050,1 ± 0,050,3 - 0,40,2 Для того чтобы параметры микроклимата в цехе соответствовали ГОСТ 12.1.005-88 проводятся следующие мероприятия: при разработке и внедрении технологического процесса исключаются или выносятся в изолированные помещения работы и операции, сопровождающиеся выделением влаги, предусмотрена установка тепловых завес, предусмотрена вытяжная вентиляция по ГОСТ 12.4.021-75 и СНиП 2.04.05-91.
17.1.3 Анализ запыленности и загазованности воздуха рабочего помещения
При обработке металлов резанием образуется большое количество металлической пыли, мелкой стружки и аэрозолей СОТС. В данном случае запыленность и загазованность рабочего места может образоваться при механической обработке заготовок, заточке инструмента, а так же при уборке помещений, движении людей и транспорта и т. д. в соответствии с таблицей 18.3.
Запыленность воздушной среды ГОСТ 12.1.055-88 "Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны" и загазованность воздушной среды ГОСТ 12.1.005-88 "Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны".
Таблица 17.3.1
Вредные вещества и выделенияИсточники вредных выделений.Агрегатное состояние вредного вещества.Возможные концентрации по справочным данным, мг/м3.ПДК, мг/м3Продукты распада СОЖТокарно-карусельный станок с ЧПУ VNL 1254Н, Сверлильно-фрезерно-расточной станок с ЧПУ 600v, Радиально-сверлильный станок JRD-1600R, Карусельно-шлифовальный станок 3Н762CNCАэрозоль2-35Абразивная пыльКарусельно-шлифовальный станок 3Н762CNC, турбоабразивная установкаПыль3-46 Чтобы концентрация вредных веществ на рабочем месте соответствовала нормам ПДК, применяем местную вентиляцию на участке заточки инструмента и участке зачистки. Кроме этого должна быть предусмотрена приточно-вытяжная общеобменная система вентиляции. Воздуховоды для удаления пыли должны быть гладкими внутри, без карманов и углублений, иметь минимальную длину и количество изгибов.
Стружка и отходы инструментов и СОЖ собираются в специальные ящики и баки. По мере накопления и по окончанию смены емкости с отходами должны вывозиться на специально оборудованные площадки.
17.1.4 Анализ вибраций и шума
Вибрация относится к факторам, обладающим высокой биологической активностью. Выраженность ответных реакций обуславливается главным образом силой энергетического воздействия и биомеханическими свойствами человека как сложной колебательной системы. Мощность колебательного процесса в зоне контакта и время этого контакта являются главными параметрами, определяющими развитие вибрационных патологий, структура которых зависит от частоты и амплитуды колебаний, продолжительности действия, места приложения и направления оси вибрационного воздействия, демпфирующих свойств тканей, явлений резонанса и других условий.
В проектируемом технологическом процессе имеют место вибрации, возникающие при работе оборудования. По ГОСТ 12.1.012-90 цех относится к категории 3 (технологическая вибрация). Это постоянные рабочие места в производственных помещениях предприятия. Данные допустимого уровня вибрации и фактические значения заносим в таблицу 1.4.1
Таблица 17.4.1
Факторы и источники воздействияФактический уровеньПредельно-допустимый уровеньОбщая вибрация на рабочем местеДо 94 дБ99 дБПроизводственный шум:
- станки
- моечная машина
- контроль
- вентиляция
88 дБа
96 дБа
82 дБа
90 дБа
80 дБа
80 дБа
80 дБа
80 дБа Из таблици видно, что уровень вибрации не превышает допустимых значений.
Для уменьшения вибрации станки необходимо устанавливать на фундамент или специальные виброопоры. При превышении ПДУ шума следует использовать средства защиты по ГОСТ 12.4.062-78 (наушники, беруши).
Уменьшение механического шума может бать достигнуто путем совершенствования технологического процесса и оборудования, своевременного ремонта и профилактики оборудования.
17.1.5 Анализ электроопасности.
Производственные помещения, в том числе механические цеха, относятся к классу особо опасных помещений по поражению людей электрическим током, т.к. имеют железобетонные полы и существует возможность одновременного прикосновения к имеющим соединение с землей металлоконструкций зданий, механизмов с одной стороны и металлическим корпусом электрических установок с другой стороны.
Анализ электроопасности производится по ГОСТ 12.1.38-82 ССБТ "Электробезопасность. Предельно-допустимые уровни напряжений прикосновений и токов".
Технологическое оборудование производства работает от 3-х фазной сети с напряжением 380В и частотой 50 Гц.
Данное помещение относится к особоопасным, т.е. к III категории.
Основными причинами поражения людей электрическим током являются: случайные прикосновения и приближения к токоведущим частям оборудования, находящихся под напряжением, появление напряжения на металлических частях электрооборудования (корпусах, кожухах) в результате повреждения изоляции, возникновение напряжения на поверхности земли в результате замыкания тока на землю. Для обеспечения защиты от случайного прикосновения к токоведущим частям применены следующие способы и средства: защитные оболочки; защитные ограждения (временные или стационарные); безопасное расположение токоведущих частей; изоляцию токоведущих частей (рабочую, дополнительную, усиленную, двойную); изоляцию рабочего места; малое напряжение; защитное отключение; предупредительная сигнализация, блокировка, знаки безопасности.
Для обеспечения защиты от поражения электрическим током при прикосновении к металлическим нетоковедущим частям, которые могут оказаться под напряжением в результате повреждения изоляции, применены следующие способы: защитное заземление; зануление; выравнивание потенциала; систему защитных проводов; защитное отключение; изоляцию нетоковедущих частей; электрическое разделение сети; малое напряжение; контроль изоляции; компенсацию токов замыкания на землю; средства индивидуальной защиты.
Технические способы и средства применены раздельно или в сочетании друг с другом так, чтобы обеспечивалась оптимальная защита.
При гигиеническом нормировании ГОСТ 12.1.019-79 устанавливают предельно допустимое напряжение прикосновения и токи, протекающие через тело человека (рука - рука, рука - нога) при аварийном режиме работы установок производственного и бытового назначения постоянного и переменного тока с частотой 50 и 400 Гц.
17.1.6 Анализ опасных и вредных излучений.
К опасным и вредным излучениям относят тепловые, электромагнитные, ионизирующие, лазерные и другие. В следствии того, что заготовка получается методом штамповки, а также в технологическом процессе присутствует термообработка и электроэрозионная обработка, то в производственном помещении будут иметь место тепловые излучения. Рабочие, находясь в близи нагретого металла и горячих поверхностей штамповки подвергаются действию теплоты, излучаемой этими источниками, вследствии чего повышается температура кожи и лежащих глубже тканей. В ряде случаев интенсивность облучения составляет 3000 - 6000 вт/м2, тогда поток теплоты становится вредным фактором. Так же опасно воздействие инфракрасных лучей с длиной волны 0,75-1,5 мкм. На производстве применяют следующие способы защиты от лучистого потока теплоты: теплоизоляция нагретых поверхностей; ограждения; защитная одежда; воздушное душирование; экранирование.
По принципу действия экраны подразделяют на теплоотражающие, теплопоглощающие и теплоотводящие.
17.1.7 Анализ зрительных условий труда.
Освещенность производственных помещений имеет важное значение для безопасных условий труда, профилактики профессиональных заболеваний и предупреждений производственного брака.
Минимальный объект различения при работе в проектируемом цехе - это риски измерительного инструмента, размером 0,5 мм. Зрительные работы по СНиП 23-05-95 относятся к зрительным работам высокой точности. Разряд зрительной работы III. Контраст объекта с фоном - средний. Подразряд зрительной работы - В. Необходимо местное освещение рабочего места. Все металлорежущие станки в соответствии с ГОСТ 12.2.049-80 и ГОСТ 6825-91 имеют источники света для освещения зоны обработки.
Таблица 17.1.7.1
Разряд зрительной работыОсвещение Искусственное освещение, ПКЕстественное освещение, КЕО %Совмещенное освещение, КЕО комбин.общееверхнее или комбин.боковоеверхнее или комбин.боковоеIII750300522-30,7-1,2 Для освещения данного помещения используются газоразрядные лампы. На пульте управления необходимо обеспечить освещенность 400 кл согласно СНиП 23-05-95.
17.1.8 Анализ возможных психологических факторов
Тяжесть и напряженность труда характеризуются степенью функционального напряжения организма. Оно может быть энергетическим, зависящим от мощности работы - при физическом труде, и эмоциональном - при умственном труде, когда имеет место эмоциональная перегрузка.
По ГОСТ 12.1.005-88 работы, выполняемые в проектируемом цехе, относятся к II категории - работы средней тяжести. В данном случае исключены динамические и статические перегрузки работающих людей.
При выполнении некоторых технологических операций у рабочих может возникнуть состояние монотонности (пониженная психическая активность при частом повторении элементарных операций). Для устранения данного явления применимо чередование операций. Токарные, сверлильные операции выполняются на станках с ЧПУ, поэтому у оператора может возникнуть психическое пресыщение трудом. Применяя принцип активности оператора, создав определенного уровня рабочей нагрузки путем многостаночного обслуживания или расширения функций оператора, включив в его обязанности наладку станков, создание простых программ и т.д., можно избежать данного явления. Для создания здоровой психологической обстановки в коллективе необходимо обеспечить: оптимальный режим дня, грамотное оформление рабочего места с точки зрения эстетики и эргономики (цвет, удобство расположения органов управления) по ГОСТ 12.2.033-78.
17.1.9 Анализ пожарной и взрывной опасности.
Пожаровзрывоопасность производства определяется параметрами пожароопасности и количеством используемых в технологических процессах материалов и веществ, конструктивными особенностями и режимами работы оборудования, наличием возможных источников зажигания и условий для быстрого распространения огня в случае пожара.
В соответствии с НПБ 105-95 механический цех относится к категории производства Д, т.к. обращающиеся в производстве материалы являются негорючими и находятся в холодном состоянии. Следовательно, взрыво и пожароопасная среда отсутствует. Однако необходимо уделять внимание профилактике пожаров от электрооборудования, светильников, атмосферного и статического электричества. Поэтому все помещения должны быть оборудованы средствами пожаротушения по ГОСТ 12.4.009-83, т.е. необходимо наличие двух-трех огнетушителей, пожарной сигнализации, водного снабжения.
При обработке применяются следующие горючие вещества: СОТС при обработке резанием, ветошь при протирке, масла при консервации.
Основные причины возникновения пожаров и взрывов на производстве: нарушение технологического режима, неисправность оборудования, самовозгорание промасленной ветоши, нарушение правил пожарной безопасности при проведении лакокрасочных, промывочных и сварных работ.
Анализ взрывопожарной опасности проведем по ГОСТ 12.1.004-91ССБТ "Пожарная безопасность. Общие требования и НПБ 105-95. Определение категорий помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной безопасности".
Противопожарная защита по ГОСТ 12.1.004-91 должна обеспечиваться: максимальным применением негорючих и трудногорючих веществ и материалов, надлежащим применением горючих веществ и материалов, изоляцией горючей среды, что достигается архитектурно-строительными мероприятиями по СНиП 112-80, противопожарными перекрытиями, наличием противопожарных зон и водяных завес.
В проектируемом производственном помещении не предусмотрено сварочного отделения, обрабатываются детали только из стали, следовательно категория взрывопожарной и пожарной безопасности - Д (негорючие вещества в холодном состоянии).
Меры профилактики пожаров и взрывов: вентиляция и отсос аэрозолей СОТС, регулярные осмотры электрооборудования, организация специальных мест для курения, хранения СОТС, ветоши, регулярное удаление горючих отходов, организация системы эвакуации людей (не менее двух выходов).
17.2 Оценка объекта проектирования на соответствие требованиям эргономики и инженерной психологии.
Проектируемые рабочие места организованы в соответствии с требованиями ГОСТ 16035-70 и ГОСТ 16456-70. Учет, эргономических требований осуществляется на всех этапах проектных решений и включает: - Разработка профессиограммы, определяющей цели и задачи трудовой деятельности, ее психофизиологические характеристики, требования к человеку и технике. - Анализ и уточнение назначения, принципов действия и конструкции техники, ее характеристик применительно к целям трудовой деятельности. - Распределение функций между человеком и техникой на основе оценки качества выполнения задач человеком и машиной и общей эффективности системы. - Установление последовательности выполняемых человеком операций и определение объема и формы представления информации. - Ориентационную оценку надежностных, временных и точностных требований к деятельности человека. При проектировании рабочих мест соблюдались следующие требования: - достаточное рабочее пространство для человека; - оптимальное положение тела работающего; - достаточные физические, зрительные и слуховые связи между человеком и машиной; - оптимальное размещение рабочего места в помещении; - допустимый уровень действия факторов производственных условий; - оптимальное размещение информационного и моторного поля; - наличие средств защиты от производственных опасностей. Конструирование обеспечивает зоны оптимальной и легкой досягаемости моторного поля рабочего места и оптимальную зону информационного поля рабочего места. Угол обзора по отношению к горизонтали составляет 30-40°. Выбор рабочего положения учитывает усилия, затрачиваемые человеком, размах движений, необходимость перемещений, темп операций. Выбор рабочей позы учитывает физиологию человека, а параметры рабочего места определяются выбором положения тела при работе (сидя, стоя, переменно). Рабочие места для выполнения работ сидя организуются при легкой работе и средней тяжести, а при тяжелой - рабочая поза "стоя". В конструкции оборудования и организации рабочего места предусмотрены возможности регулирования отдельных элементов, чтобы обеспечить оптимальное положение работающего. Проектирование оборудования обеспечивает его соответствие антропометрическим и биомеханическим характеристикам человека на основе учета динамики изменения размеров тепла при его перемещении, диапазона движений в суставах. Для учета в конструкции оборудования антропометрических данных выполнены следующие условия: - определен контингент людей, для которых предназначено оборудование; - выбрана группа антропометрических признаков; - установлен процент работающих, которому должно удовлетворять оборудование; - определены границы интервала размеров (усилий), которые должны быть реализованы в оборудовании. При проектировании использованы антропометрические размеры тела, причем учитываются различия в размерах тела мужчин и женщин, национальные, возрастные, профессиональные. Для определения границ интервалов, в которых учитывается процент населения, используется система перцетелей. Конструкция оборудования обеспечивает возможность использования по меньшей мере для 90% потребителей. При проектировании рабочих мест учитывались правила экономики движений: при работе двумя руками движения их должны быть одновременными и симметричными; движения должны быть плавными и закругленными, ритмичными и привычными для работающего. Конструкция оборудования должна учитывать правила, касающиеся скорости и точности рабочих движений. Органы управления, используемые на рабочем месте, соответствуют общим требованиям эргоногетики: направление движения органов управления соответствует движению связанного с ним индикатора; соответствие расположения органов управления последовательности работы оператора; удобство использования; создание в органах управления механического сопротивления и т.п. Помимо этого, к каждому виду органов управления соответствует своя область использования и особые требования к размерам, форме, усилию и т.п. Рассмотрим радиально-сверлильный станок RD-100 на соответствие требованиям эргономики и инженерной психологии.
Рисунок 2.1 - Радиально-сверлильный станок RD-100
Органы управления станком располагаются на внешних границах зон досягаемости для рук, что не может привести к изменению их положения при случайном перемещении руки рабочего. Часто используемые и функционально важные органы управления располагаются в пределах между минимальной и максимальной границами досягаемости моторного пространства. Рабочий имеет возможность манипулировать органами управления при согнутом локте под углом 90-145 градусов. Рисунок 2.2 - Зоны для размещения органов управления в вертикальной плоскости
Положение органов легко контролируется и имеет хороший обзор. Управления при выполнении операций является простым, легким, удобным и обеспечивает максимальную эффективность воздействия. Все органы управления легко опознаваемы и информативны ( окрашены в различные цвета). Аварийные органы предусматривают не только зрительное, но и тактильное опознавание. Материал из которого изготовлены захватные части является гигиеничным, приятным на ощупь. Края органов управления закруглены и не имеют заусенцев и острых кромок. Окраска приводных элементов соответствует их функциональным назначениям (аварийные органы управления - красные). Конструкция аварийных органов управления и органов управления, случайное включение или выключение которых может привести к возникновению опасной ситуации, исключает возможности их непроизвольного включения (предохранительные устройства).
Рабочая поверхность кнопок вогнутая, покрытие гладкое и имеет насечку нетравмоопасную для кожи пальцев. Цвет кнопок отличается от цвета панели, где они располагаются. В целях исключения возможности случайного нажатия соседних кнопок расстояние между краями составляет не менее 25 мм, а кнопки включения и выключения, где применяется большой палец 50 мм.
Маховик имеет круглую форму, его поверхность не имеет острых углов и заусенцев. Рукояти вращения маховика удобны для захвата и обеспечивают надежное удержание в процессе управления, имеют грушевидную форму с рифлением. Сопротивление рукояток усилию оператора составляет 7-12 Н.
Работа на станке ведется стоя, для этого предусмотрена подставка, регулируемая по высоте, с целью обеспечения каждому рабочему удобства на рабочем месте. Высота рабочей поверхности рассчитана на самого высокого рабочего, диапазон регулирования высоты подставки для ног равен разнице в росте самого высокого и самого низкого человека в группе работающих.
Рассмотрим токарно-карусельный станок с ЧПУ V-Turn A800CNC на соответствие требованиям эргономики и инженерной психологии.
Рисунок 2.3 - Токарно-карусельный станок V-Turn a800CNC
Данный станок оснащен системой ЧПУ и имеет панель с пультом управления.
Пульт располагается в направлении оператора с наклоном в 10 градусов, что создает хороший обзор и удобство управления станком. Клавиши и кнопки имеют прямоугольную и круглую форму, их рабочая поверхность выполнена из материалов с высоким коэффициентом трения. Цвета кнопок отличаются в зависимости от их назначения. С целью случайного нажатия соседних кнопок расстояние между ними составляет не менее 15 мм. Для контроля операции включения клавишей используется подсвет. Рисунок 2.4 - Угол наклона панели управлени
Все индикаторы и органы управления станком расположены функционально сгруппированы. Важные и наиболее часто используемые органы управления расположены в пределах оптимальной зоны, аварийные - в легко доступных местах за пределами оптимальной зоны, второстепенные периодически используемые органы расположены не в пределах оптимальной зоны, а сгруппированы по взаимосвязям между ними.
Рисунок 2.5 - Зоны досягаемости оператора в положении стоя
Для управления гидравликой, на станке предусмотрено ножное управление. Наружная поверхность педали имеет рифление на ширину 100 мм., и усилие 70 Н.
На станке применяются световые и звуковые индикаторы для привлечения внимания оператора. К ним относятся аварийные, предупреждающие и уведомляющие сигналы. Сообщение звуковых сигналов одномерное и короткое. Конструкция звуковых сигналов исключает возможность создания ложной тревоги. Устройство для звуковой сигнализации и его электрическая цепь сконструирована так, чтобы тревожный сигнал сохранялся при отказе системы или оборудования. Частота предупреждающего звукового сигнала находится в пределах 200-600 Гц при длительности сигналов и интервалов между ними 1-3 с., а аварийного сигнала - 800-200 Гц при длительности сигнала 0,2-0,8 с. 18 Исследование влияния технологических условий обработки на точность изготовления нежестких деталей ГТД на примере шарикоподшипника
Как известно в машиностроении значительную долю занимают детали, при обработке которых прогибы поверхностей деталей под действием приложенных сил соизмеримы со значениями допуска на обработку. К таким деталям относятся лопатки, диски, кольца турбин, осевых компрессоров и других изделий.
Возникновение прогибов под действием сил резания и сил закрепления приводит к формированию погрешностей обработки. Причем в каждом случае значения погрешностей носят изменяющийся в широких пределах характер с учетом изменения износа инструмента, режима резания и других условий. Работа посвящена вопросам управления такими погрешностями.
При проектировании механизмов и узлов во всех отраслях машиностроения отмечается увеличение номенклатуры тонкостенных деталей. Эта тенденция вызвана объективными причинами: уменьшением общей массы, эргономичности, а иногда невозможностью обеспечения заданных эксплуатационных характеристик применением деталей с более высокой массой и габаритами. Реализация таких требований обеспечивается за счет постоянного совершенствования методов и средств проектирования, подготовки методов технологических воздействий. Одними из наиболее характерных представителей тонкостенных деталей, применение которых вызвано в первую очередь обеспечением заданных эксплуатационных характеристик, в частности снижение массы, являются детали двигателей летательных аппаратов. Преимущественно, это тела вращения, обечайки, диски и т.д. Эти детали имеют разнообразную конфигурацию, конструктивные особенности, размеры, требования к точности и качеству поверхностей. Они изготавливаются, в зависимости от условий работы, из самых разнообразных материалов: от полимеров до жаропрочных и твердых сплавов. При этом к названным деталям предъявляют повышенные требования по точности и состоянию поверхностного слоя.
Размерная обработка таких деталей на технологических операциях точения, шлифования и других связана с прогибом обрабатываемых поверхностей под действием сил резания и формированием связанных с этим погрешностей обработки. Указанное наиболее характерно для обработки деталей силовых установок летательных аппаратов, материалом которых является высоко- и особопрочные материалы с низкой обрабатываемостью. Важно оценить возможные погрешности обработка на стадии технологической подготовки производства. Рассмотрим зависимость перемещений и напряжений от величины подачи.
Произведем расчет методом конечных элементов с помощью Компас 3d.
Рисунок 18.1 - Силы приложенные к детали
Разобьем деталь на элементы, закрепим деталь и приложим силы резания действующие на деталь.
Рисунок 18.2 - Конечно-элементная сетка
Произведем расчет для S=0,2 мм/об
Рисунок 8.3 - Расчет эквивалентного напряжения (Мпа)
Рисунок 8.4 - Расчет линейных перемещений (мм)
Произведем расчет для S=0,17 мм/об
Рисунок 8.5 - Расчет эквивалентного напряжения (Мпа)
Рисунок 8.6 - Расчет линейных перемещений (мм)
Произведем расчет для S=0,14 мм/об
Рисунок 8.6 - Расчет эквивалентного напряжения (Мпа)
Рисунок 8.7 - Расчет линейных перемещений (мм)
Произведем расчет для S=0,1 мм/об
Рисунок 8.8 - Расчет эквивалентного напряжения (Мпа)
Рисунок 8.9 - Расчет линейных перемещений (мм)
Рисунок 8.10 - Зависимость перемещений от величины подачи
Расчеты показывают, что для данной операции оптимальной является подача S=0,1 мм/об. Выводы по проекту
В ходе данного проекта была доработана технология изготовления опоры шарикопдшипника.
Было предложено:
применять токарно-карусельные станки с ЧПУ на первичных стадиях обработки;
использовать электроэрозионный станок для получения пазов.
применять механизированную оснастку .
использовать турбоабразивную установку на слесарной операции.
Применять станки с ЧПУ для сверления, зенкерования, развертывания отверстий и нарезания резьбы.
В ходе работы был произведен расчет операционных размеров с помощью теории графов ; рассчитаны режимы резания; составлена расчетно-технологическая карта для обработки детали на станке с ЧПУ.
Так же выполнены расчеты по охране труда и экономическому обоснованию предложенных решений. Исследовано влияние технологических условий обработки на точность изготовления нежестких деталей ГТД на примере опоры шарикоподшипника.
Список используемых источников
1. И.Н. Аверьянов, А.Н.Болотеин, С.А.Волков, В.Д.Корнеев, А.Н.Рябов, Е.В.Тимофеева. Технология машиностроения: Учебное пособие. - Рыбинск: РГАТУ, 2012. 134 с.
2. Марасинов М.А. Проектирование технологических процессов в машиностроении. Ярославль, 1975. 195 с.
3. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х томах Т2. / Под. ред. А.М. Дальского, А.Г. Суслова, А.Г. Косиловой, Р.К. Мещерякова - 5 изд. перераб. и доп. - М. Машиностроение-1, 2001 г. 944 с. ил.
4. Справочник нормировщика - машиностроителя. В 4-х т. Т. 2 "Техническое нормирование станочных работ" / Под ред. Е.И. Стружестраха. - М.: Машиностроение, 1961.680 с.
5. В.Ф. Безъязычный, А.Н. Семенов, С.А. Волков. Лабораторный практикум по курсу "Проектирование и производство заготовок": Учебное пособие. - Рыбинск: РГАТА, 2002. 154 с.
6. Жогин А.С., Никифоров А.В., Соколова Е.Ю. Технико-экономические расчеты в дипломных проектах технологического направления: Пособие. - Рыбинск: РГАТА, 2004. - 40 с.
7. Вороненко В. П., Схиртладзе А. Г., Брюханов В. М. Машиностроительное производство. Учебник / под ред. Ю. М. Соломенцева. - М.: Высшая школа, 2001. - 304 с.
8. Проектирование и расчет станочных и контрольно-измерительных приспособлений в курсовых и дипломных проектах: учеб. пособие / И.Н. Аверьянов, А.Н. Болотеин, М.А. Прокофьев ; - Рыбинск : РГАТА, 210. - 226 с.
9. Жогин А. С., Соколова Е. Ю. Технико-экономическое обоснование инженерных решений в машиностроении. Учебное пособие [Текст]/ А. С. Жогин - Рыбинск, РГАТА, 2005. - 100 c.
10. Жаботинская Т.Н. Методические указания по выполнению раздела "Охрана труда" в дипломном проекте.
11. Безъязычный В.Ф. Технологическая оснастка в авиадвигателестроении: Учебное пособие. - Рыбинск: РГАТА, 2007. - 426 с.
12. Никифоров А. В. Дипломное проектирование механического цеха. Учебное пособие [Текст]/ А. В. Никифоров - Рыбинск, РГАТА, 2005. - 114 c.
13. Безъязычный В.Ф. Технологическая оснастка в авиадвигателестроении: Учебное пособие. - Рыбинск: РГАТА, 2007. - 426 с.
14. Курсовое проектирование по технологии машиностроения. Под общей ред. 15 Горбацевича А. Ф. [Текст]/ А. Ф. Горбацевич - Минск, Высшая школа, 1975- 288 с.
15. Горошкин А.К. Приспособления для металлорежущих станков: Справочник. - 7-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1979. -303 с., ил.
16. Болотин Х.Л., Костромин Ф.П. Станочные приспособления. Изд. 5-е, перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1973. -344 с.
Приложения
1
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
1 047
Размер файла
5 554 Кб
Теги
poyasnitelnaya, zapiska
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа