Разработка твёрдосплавной развёртки (реферат)

2. КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ

2.1. РАСЧЕТ И ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ РАЗВЕРТКИ

Развертки применяют главным образом для окончательной обработки отверстий 6-9-го квалитета точности с шерохо­ватостью поверхности Ra = 0,32 – 1,25 мкм. Процесс разверты­вания принципиально не отличается от процесса зенкерования. Здесь та же кинематика резания, что и при зенкеровании.

Однако при развертывании точность обработки отверстий выше, а шероховатость поверхности ниже, чем при зенкеровании. Это объясняется тем, что развертки имеют большее число режущих зубьев и удаляют меньший припуск. В результате уменьшается толщина срезаемого слоя, улучшается направле­ние и повышается устойчивость в работе, что благоприятно влияет на точность обработки. Кроме того, развертки, как чистовой инструмент, делаются более качественно и более точно, чем зенкеры. Во всех случаях под развертывание отвер­стие предварительно обрабатывают сверлением, зенкерованием, растачиванием.

Развертки разделяются: по способу применения на ручные и машинные, по форме обрабатываемого отверстия на цилиндрические и конические, по методу закрепления на концевые (хвостовые) и насадные, по конструкции на цель­ные и сборные.

Машинные развертки применяют для обработки отверстия на сверлильных, токарных, револьверных, координатно-расточных и других станках.

Цилиндрические развертки имеют наибольшее примене­ние в машиностроении и приборостроении. Независимо от конструктивных разновидностей режущие элементы у них почти одинаковы.

Развертка состоит из рабочей части, шейки и хвостовика, который служит для закрепления развертки и выполняется цилиндрическим для разверток диаметром 1 – 9 мм или кониче­ским в виде конуса Морзе 1 – 4 для разверток диаметром 10-42 мм. В последнем случае хвостовик может быть цилиндриче­ским, но с квадратным концом для захвата развертки в патроне. По ГОСТ 1672 – 80 развертки диаметром 25 – 50 мм изго­товляют насадными цельными.

Рабочая часть состоит из режущей части и калибрующей части, которая, в свою очередь, имеет цилиндрический участок и участок с обратной конусностью. Направляющий конус служит для предохранения от повреждения начала режущей части и облегчения попадания развертки в отверстие. Длина направ­ляющего конуса принимается равной 1,5-3 мм, а конус имеет угол 2Ф = 90.

Основными конструктивными элементами рабочей части развертки являются диаметр, длина соответствующих участков, угол заборного конуса, число и направление зубьев, раз­меры и форма стружечных канавок, а так же геометрия зубьев. Корпус развертки выполняется из стали 9ХС, напайные пластины выполняются из твердого сплава ВК6-М.

Допуски диаметров рабочей части цилиндрических разверток в зависимости от поля допуска на обрабатываемое от­верстие (IT) рассчитывают по следующей схеме:

максимальный диаметр развертки должен быть равен максимальному диаметру отверстия минус 0,15IТ;

минимальный диаметр развертки должен быть равен максимальному диаметру развертки минус 0,35IТ.

Значения 0,151Т и 0,351Т округляют в сторону больших значений на 0,001 мм.

Для обрабатываемого отверстия 16Н7 (16 + 0,018 мм): номинальный диаметр отверстия 16,000 мм; максимальный диаметр отверстия 16,018 мм; допуск диаметра отверстия (IT), соответствующий заданно­му допуску Н7, составляет 0,018 мм.

Следовательно, предельные отклонения номинального диаметра развертки для требуемого поля допуска отверстия составят:

0,15 * IT = 0,15 * 0,018 = 0,0027 мм  0,003мм; 0,35 * IT = 0,35 * 0,018 = 0,0063 мм 0,007 мм;

максимальный диаметр развертки

d_max = 16,018 – 0,003 = 16,015 мм;

минимальный диаметр развертки

d_min = 16,015 – 0,007 = 16,008 мм.

Геометрические элементы лезвия развертки определим по Справочнику технолога-машиностроителя. Т. 2/ В. Н. Гриднев и др. / Под ред. А. Н. Малова, 1972.

Длина заборной части развертки с = 1,0 мм с углом в пла­не ф = 45.

Число зубьев развертки рассчитывают по формуле

_____

z = l,5* D +2,

где D – диаметр развертки.

z= 1,5*4 + 2 = 8

У разверток с напайными твердосплавными ножами число зубьев принимают меньшим. Примем z = 6.

Угловой шаг зубьев развертки  делается неравномерным; выбрать шаг  можно по ГОСТ 7722 – 77:

1 = 580Г’;

2 = 5953’;

З = 6205’.

Общая длина развертки с диаметром 10…32 мм L = 140…240 мм. Из конструктивных соображений принимаем L = 235 мм.

Длина режущей и калибрующей частей составляет 1 = 140 мм.

Длина режущих пластинок из твердого сплава l₂ = 22 мм.

Длина шейки равна l₁ = 12 мм.

Основные размеры профиля канавок у разверток выбира­ют по табл. 79, стр. 216 [8]:
f = 0,2…0,3 мм по цилиндру;

f₁ ⁼ 1,8 мм;

 = 85;

r = 1 мм;

задний угол у твердосплавной пластины α = 12;

задний угол у корпуса развертки α₁ = 25.

Машинные развертки D = 16 мм с напайными твердо­сплавными пластинами выполняют с коническим хвостовиком Морзе 2 по ГОСТ 25557 – 82.

2.2. ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ, РАБОТЫ И РАСЧЕТ СТАНОЧНОГО ПНЕВМО-КЛИНОВОГО ПРИСПОСОБЛЕНИЯ ДЛЯ ФРЕЗЕРОВАНИЯ ЛАПКИ НА КОНУСЕ МОРЗЕ

Рассмотрим конструкцию и работу зажимного пневмо-клинового приспособления для фрезерования лапки на конусе Морзе.

Основное назначение зажимного приспособления – точно установить заготовку развертки и надежно удерживать ее во время обработки.

При работе зажимные приспособления выполняют бази­рование, ориентирование относительно траектории движе­ния режущего инструмента, зажим и разжим обрабатываемой заготовки.

На фрезерной операции, где применяется данное приспо­собление производится обработка лапки на конусе Морзе, по­этому торец должен быть свободен для обработки.

2.2.1. АНАЛИЗ СИЛ ДЕЙСТВУЮЩИХ НА ЗАГОТОВКУ.

Движение инструмента во время обработки заготовки происходит перпендикулярно оси детали. Максимальное осевое усилие резания на этой операции составляет 238,4 кгс I (Справочник режимов резания под редакцией Ю. В. Барановского 1976 год).

2.2.2. ВЫБОР СХЕМЫ БАЗИРОВАНИЯ И МЕСТ ЗАЖИМА.

В качестве направляющей базы принимаем двойную направляющую базу – эта база лишает заготовку четырех степеней свободы: перемещение вдоль двух координатный осей Y и Z и поворота вокруг этих же осей.

Для лишения заготовки еще двух степеней свободы: пере­мещения вдоль оси X и вращения вокруг этой же оси должны быть применены силы зажима.

Конструкция приспособления предполагает зажим заго­товки развертки по конусу Морзе.

2.2.3. АНАЛИЗ КОНСТРУКЦИЙ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ ПРИМЕНЯЕМЫХ В АНАЛОГИЧНЫХ УСЛОВИЯХ.

Приспособление для зажима заготовки в данном случае должно иметь элементы зажима по наружному диаметру двой­ной направляющей базы, следовательно элементы зажима могут быть различными, например: мембрана, цанговые эле­менты, гидропластмассовые и другие элементы зажима. Наи­более надежный зажим это клиновой зажим, в нашем случае выбираем его. Зажим производим по конусу Морзе.

2.2.4. АНАЛИЗ ПОГРЕШНОСТЕЙ, ВОЗНИКАЮЩИХ ПРИ УСТАНОВКЕ ЗАГОТОВКИ.

Отклонение фактического положения установленной за­готовки от требуемого оценивают погрешностью установки Е, которая является одной из составляющих отклонений обра­батываемого размера

___________

Е=Еб²+Ез²+Еп²

где Еб – погрешность базирования, мм;

Ез – погрешность закрепления, мм;

Еп – погрешность положения заготовки, мм.

Еб = 0,015 мм – максимально возможный эксцентриситет между наружной поверхностью (двойной направляющей ба­зой) и внутренней поверхностью заготовки. Погрешность зажима оценивается как:

Ез=10мкм=0,01мм

Погрешность закрепления равна нулю, следовательно:

____________

Е=(0,015²+0,01²)=0,0148мм

Такая погрешность установки и закрепления удовлетво­ряет на данной операции.

2.2.5. РАСЧЕТ УСИЛИЙ ЗАКРЕПЛЕНИЯ.

Коэффициент запаса закрепления рекомендуется в преде­лах: k=1,2…1,5 к максимальному усилию резания. Усилие за­крепления должно быть

Р = 238,4* 1,4 = 333,8 кгс

Сила Q, необходимая для получения зажимающей силы Р составит без учета силы трения на скосе клина при угле кону­са а:

Q = Р * tg(α),

где Р – усилие на каждом кулачке;

α – угол конуса клинового зажима. С учетом силы трения на скосах сила составит:

Q = Р * tg(a + ),

где  = arctg(f)

f – коэффициент трения на скосах клиньев, f = 0,4. Тогда:

Q = 334 * tg(32,2 + 21.8) = 462,1 кгс = 4621 Н = 4,621 кН.

Для надежного зажима детали необходимо на штоке приспособления приложить усилие равное 4,7 кН. Определяем площадь силового цилиндра:

Q =  * S,

где  – давление в системе зажима, Па;

S – площадь поршня цилиндра, м.кв.

S = 4,7 / 600 = 0,0078 м.кв. = 78 см.кв.

Определяем диаметр силового цилиндра:

_________

D = 4 * S / 3,14 = 9,97 см = 997 мм.

по ГОСТ 21495 – 76 принимаем диаметр цилиндра 100 мм.

2.2.6. ОПИСАНИЯ РАБОТЫ ЗАЖИМНОГО ПРИСПОСОБЛЕНИЯ.

Зажимное приспособление для зажима заготовки разверт­ки работает следующим образом.

Деталь устанавливается на призму, включается пневмоцилиндр, который тянет за собой шток. Шток имеет кониче­скую поверхность на которой находится упор, опирающийся о призму с заготовкой. После установки штока в требуемом по­ложении заготовка прижимается сверху к призме посредством прижима.

Отжим детали происходит в обратной последовательно­сти: прижим отводится вверх с помощью винта, пневмоцилиндр перемещает шток влево, призма смещается вместе со штоком, деталь разжата.

Затем цикл повторяется.

Для фрезерования различных конусов Морзе (1…5) при­способление оснащается набором призм и упоров разной кон­струкции, что позволяет обеспечить одну и ту же высоту от ла­пок призмы до прижима.

2.3. ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ И РАБОТЫ КОН­ТРОЛЬНО – ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО ИНСТРУМЕНТА.

В подавляющем большинстве случаев в промышленности требуется измерять не все значение размера, а лишь его отклонение от некоторого заданного значения, так как при изготов­лении детали контролируется точность выполнения размера, заданного чертежом. Поэтому номинальное значение размера задается предварительной установкой, а измеряется лишь от­клонение фактически получившихся размеров от заданных. Эти отклонения самих размеров, как правило, не превосходят долей миллиметра. Электрические микрометры находят самое широкое применение и чаще всего выполняются на основе электроконтактных, индуктивных и емкостных преобразова­телей.

Рассмотрим измерение отклонения угла на конусе Морзе от номинального размера.

К конусу предъявляются высокие требования по точности размеров, поэтому необходимо использование высокоточных контрольно-измерительных инструментов. Индуктивные дат­чики позволяют достичь очень высокой точности измерения и их применение является наиболее оптимальным для контроля размеров.

Для измерения угла конуса рекомендуется использовать два индуктивных датчика, устанавливаемых на определенном расстоянии один от другого. При измерении угла конуса на приборе с двумя отсчетными устройствами конус кладут на поверхность стола и вводят под наконечники отсчетных устройств, расположенных в крайних точках образующей на длине конуса L, указанной в таблице (см. чертеж). Разность показаний отсчетных устройств определяет величину отклонения измеряемого конуса. При на­стройке прибора оба отсчетных устройства устанавливаются на диаметр по калибру.

Не параллельность образующих наконечников опорным поверхностям стола не должна превышать 0,5 мкм на длине наконечника.

Опорные поверхности стола должны лежать в одной плоскости с точностью 0,5 мкм.

В качестве индуктивного датчика используется датчик БВ-844. Он предназначен для измерения перемещений порядка 0,4 мм с погрешностью не более 0,5 мкм.

При перемещении штока 1 индуктивности катушек 2 и 3 изменяются вследствие изменения величины воздушных зазоров 4 магнитопроводов. Это изменение индуктивности пере­дается в преобразователь сигнала, где происходит его измене­ние в соответствующую форму. Затем сигнал попадает в уси­литель, усиливается и передается в показывающий прибор.

В показывающем приборе происходит сравнение сигнала от двух индуктивных датчиков и вычисляется их разность, по которой определяется отклонение угла у конуса Морзе от ус­тановленной величины.

3. СИСТЕМА АВТОМАТИЗИРОВАННОГО

ПРОЕКТИРОВАНИЯ (САПР).

Автоматизация технологической подготовки значительно сокращает сроки подготовки производства за счет автоматизации инженерного труда. За последние годы различные системы автоматизированного проектирования технологической подготовки производства (САПР ТПП) из стен академических и отраслевых научно-исследовательских институтов перешли в практику машиностроительных заводов.

Процесс автоматизированного проектирования базируется на множествах типовых решений и алгоритмах их выбора. Их нужно описать формальным образом, организовать ввод, размещение в памяти ЭВМ и предусмотреть возможной оперативной работы с ними. Результатом работы ЭВМ должна явиться распечатка технологических карт или другой документации, поэтому нужны программы вывода результатов проектирования в виде, удобном для технологов и рабочих. Поэтому необходимо: а) разработать совокупность типовых решений и алгоритмов их выбора применительно к условиям производства, где система проектирования будет эксплуатироваться; б) разработать метод формализованного описания исходной технологической информации; в) организовать информационно-поисковую службу в ЭВМ; г) разработать формы и правила печати результатов проектирования.

По ГОСТ 22487-77 САПР – это комплекс средств автоматизации проектирования, взаимосвязанных с необходимыми подразделениями проектной организации и коллективом специалистов (пользователей системы), выполняющий автоматизированное проектирование.

3.1. САПР РЕЖУЩИХ ИНСТРУМЕНТОВ.

Существуют три способа проектирования инструментов – графический, графоаналитический и аналитический.

Графический способ предусматривает определение отдельных элементов инструмента методом начертательной геометрии. Его целесообразно применять при отсутствии аналитической методики расчета. Основными недостатками этого способа являются неудовлетворительная точность графических построений и большой их масштаб.

Аналитический способ предусматривает использование функциональной зависимости размеров и форм инструмента от конструкции детали. Основное преимущество его – обеспечение высокой точности проектирования; недостаток – большой объем вычислений.

Графоаналитический способ является синтезом двух методов. При этом способе употребляют упрощенные зависимости, таблицы, графики. Важную роль здесь играют опыт и интуиция конструктора – инструментальщика.

С появление ЭВМ дальнейшую разработку методов проектирования ведут в направлении совершенствования аналитического способа как одного из главных моментов эффективного использования вычислительных машин.

Алгоритм и программы проектирования специальных инструментов считают стандартными, т. к. одни и те же программы можно эффективно использовать на различных предприятиях, в различных производственных учреждениях. Проектируемый инструмент, профиль его режущей части, как правило четко ориентируются на обработку деталей определенного класса. Конструкция их достаточно хорошо описывается. Расчет инструмента для обработки деталей с фасонными, нестандартными профилями сложнее.

Рассчитанная на ЭВМ конструкция инструмента может и должна обеспечить не только правильное изготовление детали, но и иметь оптимальные геометрические и конструктивные элементы.

Опыт по эксплуатации программ проектирования свидетельствует о сокращении времени на проектирование в 20…60 раз, повышении стойкости инструмента в 1,1…1,2 раза. Основным моментом автоматизации проектирования инструмента следует считать качественное изменение труда конструктора – инструментальщика. Применение ЭВМ ликвидирует нетворческие этапы, но не освобождает конструктора от задачи проектирования инструмента вообще. На рабочем чертеже инструмента всегда будет стоять подпись специалиста, ответственного за его выпуск. За человеком также останется выбор схемы формообразования, типа инструмента, принципиальных его особенностей, общая оценка полученной на ЭВМ конструкции.

3.2. САРП РАЗВЕРТОК.

Общая схема алгоритма проектирования разверток отражает основные этапы расчета разверток и логическую взаимосвязь этих этапов в процессе автоматизированного проектирования.

Для конструкции развертки характерно сочетание большого числа различных элементов и их параметров: материала режущей и калибрующей частей, шага и глубины впадин зубьев, числа зубьев и т. д. В результате при проектировании возможно получение нескольких десятков вариантов конструкции. Объективную сравнительную оценку вариантов можно вести по задаваемым критериям: минимальной длине, равномерности загрузки развертки исходя из силы резания на разных группах зубьев, наилучшего расположения стружки и т. д.

Эффективное использование программ автоматического проектирования на различных промышленных предприятиях требует учета местных условий, а т. ж. возможности проведения экспериментальных расчетов, связанных с изменением тех или иных базовых параметров.

Конечной целью проектирования технологических процессов является определение числа операций и станков, последовательности обработки заготовок, которые обеспечивают получение деталей требуемой точности и качества. Минимальное число операций и станков, а т. ж. минимальное время обработки на них предопределяет наибольшую производительность и экономичность.

К прикладному программному обеспечению САПР относятся программы, разрабатываемые в соответствии с прикладным назначением тех или иных подсистем САПР и затем объединяемые в тематические пакеты прикладных программ (ППП). Для разработки ППП на предприятиях организуют специальные подразделения – разработчики САПР, в состав которых входят специалисты как в области системного математического обеспечения, так и конструкторы и технологи – специалисты в различных прикладных вопросах конструирования и технологии.

В данном дипломном проекте предлагается программа по расчету режимов резания при шлифовании. Эта программа разработана фирмой MICROSOFT и носит название EXCEL. Ниже приведен принцип расчета режимов резания в EXCEL.

Система прикладных компьютерных программ AutoCAD, КОМПАС-ГРАФИК 3D и др. предназначены для автоматизации чертежных работ. Эти и другие программы устанавливаются на ЭВМ, что повышает не только производительность, но и автоматизирует подготовку документации.

5. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Экономическая часть является завершающим этапом дипломного проекта и содержит организацию производственного участка производства развертки, экономический эффект новых разработок.

Для выполнения экономической части составляем таблицы 1 и 2 исходных данных.

Данные по производству развертки. Табл. 1.

Технологический процесс механической

обработки развертки. Табл. 2.

16К20Т1 – токарно-винторезный станок с набором сменных втулок;

6В61 IP – универсально-фрезерный станок с делительной головкой;

6Н82 – универсально-фрезерный станок с делительной головкой и пневматическим приспособлением для фрезерования лапок на конусе Морзе;

3151 – круглошлифовальный станок;

3А64 – универсально-заточной станок.

Составляется таблица 3 по групповому признаку оборудования.

Технологический процесс механической обработки

Развертки по группам оборудования. Табл. 3.

5.1. РАЗДЕЛ 1.

ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО УЧАСТКА

5. 1. 1. КОЛИЧЕСТВО ОБОРУДОВАНИЯ И ЕГО ЗАГРУЗКА.

Определяем расчетное количество оборудования (Ср), принятое (Спр) и коэффициент его загрузки (Кз).

Cр= (Тшт./к.)/Fg ; ед.

Тшт./к.= n * tшт. + Тпз ; час.

n – годовой выпуск (12000),

Тпз – подготовка рабочего места к работе;

Тт=12000*30+0,2*12000=362400 мин.=6040 час.

Тфр=12000*22+0,2*12000=266400 мин.=4440 час.

Тд=12000*10+0,04*12000=120480 мин.=2008 час.

Тз=12000*27+0,2*12000=326400 мин.=5440 час.

Тш=12000*16+0,2*12000=194400 мин.=3240 час.

Токарная обработка:

Ср=6040/2000=3,02 Спр=3 Кз=3,02/3=1

Фрезерная обработка:

Ср=4440/2000=2,22 Спр=3 Кз=2,22/3=0,7

Доводочная операция:

Ср=2008/2000=1 Спр=1 Кз=1/1=1

Заточная операция:

Ср=5440/2000=2,72 Спр=3 Кз=2,72/3=0,9

Шлифовальная операция:

Ср=3240/2000=1,62 Спр=2 Кз=1,62/2=0,8.

Средний коэффициент загрузки по участку:

Кср=∑Ср / ∑Спр=(3,02+2,22+1+2,72+1,62)/(3+3+1+3+2)=

=10,58/12=0,88,

m – количество операций.

Расчетная характеристика

оборудования участка. Табл.4.

5.1.2. ВЕЛИЧИНА ЗАДЕЛОВ.

Определяем три вида заделов:

– Технологический (Zтех) на рабочих местах:

Zтех=∑Спр.*iшт=12*1=12 шт.

i – количество одновременно обрабатываемых деталей на

одном станке.

Все станки одношпиндельные.

– Транспортный в процессе доставки на участки

Zтр=Q/qз шт.=500/2,1=238 шт.

Q – грузоподъемность электрокары 500 кг,

qз – масса заготовки 2,1 кг.

– Страховое Zстр. Создается для ЧП принимаю равным сменному заданию:

Nсм.=Nг./Fдн.=12000/251=48 шт.

5.1.3. ВЕЛИЧИНА ПАРТИИ ВЫПУСКА.

nз=Тпз/(tшт.*α) шт.=2400/(30*0,03)=2667 шт.

α – коэффициент времени на подналадку = 0,03.

tшт. берем по максимальному значению одной из операций технологического процесса.

Токарная tшт.=30 мин.

Подготовительное заключительное время Тпз= 2400 мин. на партию.

Полученную партию корректируем до удобной для планирования.

nз=3000 шт. обрабатываемая партия 12000 шт. запускается 4 раза.

Данная партия является единой для всех операций тех. процесса.

5.1.4. ЧИСЛЕННОСТЬ И СТРУКТУРА РАБОТАЮЩИХ.

Определяются: производственные рабочие, специалисты, служащие, младший обслуживающий персонал.

а) Основные производственные рабочие определяются по явочному и списочному количеству:

Ряв.=Тшт/к /Fрабочего

Fр – годовой фонд времени работы одного рабочего (Прил. 1) = 2000 час.

Рт=6040/2000=3,02 Рпр=3 Кзр=3/3=1

Рфр=4440/2000=2,22 Рпр=3 Кзр=2,22/3=0,7

Рд=2008/2000=1 Рпр=1 Кзр=1

Рз=5440/2000=2,72 Рпр=3 Кзр=2,72/3=0,9

Ршл=3240/2000=1,62 Рпр=2 Кзр=2,72/2=0,8

По коэффициенту загрузки оборудования совмещение профессий не возможно.

Кср.р.=Ряв/Рпр=10,58/12=0,8

Списочное количество учитывает 11,5% невыходов по уважительным причинам.

Рсп=∑Рпр*1,115 чел.=2*1,115=13,38=14 человек.

б). Вспомогательные рабочие определяются по нормам обслуживания (Прил. 2).

• Наладчики 10 ст/см. 12/10=1,2 чел.
• Смазчики 50ст/см. 12/50=0,24 чел.
• Слесари ремонтники 500ерс/см.

(12ст*10ерс/см)/500=120/500=0,24 чел.

• Электрики 1500ерс/см. 120/1500=0,1 чел.

Всего вспомогательных рабочих = 1,78 чел.

в). Прочие категории работающих определяется в % от списочного количества основных работающих.

• Специалисты (ИТР) 15% 12*0,15=2 чел.
• Служащие (СКП) 5% 12*0,05=1 чел.
• МОП 2% 12*0,02=0,2 чел.

Сводная ведомость работающих участка. Табл. 5.

5. 1. 5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОЩАДИ УЧАСТКА.

Fуч=Fпр+Fобсл.

Fпр=Fст+Fвсп.

Fст=nст*qмІ/ед.=12*18=216 мІ.

Fпр=216+0,5*216=324 мІ.

Площадь обслуживания определяется по укрупненным нормативам:

2,5 мІ на одного работающего.

Fобсл.=18,8*2,5=41 мІ.

Площадь спроектированного участка. Табл.6.

Характеристика спроектированного участка

по производству разверток. Табл.7.

5. 1. 5. ОРГАНИЗАЦИЯ ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ.

1). Обслуживание заготовками.

Заготовки поступают с ЦИС подготовленные заготовительным отделением: пруток разрублен на размер заготовки. Партия заготовок поступает 1 раз в квартал в количестве 3000 штук по накладной требованию (кол-во, материал, размер, цех, потребитель, изготовитель).

2). Инструмент определяет кол-во и ассортимент инструмента 2-го порядка.

Кр=(В∑tмаш.)/(Тизн.(1-α)60) шт.=(12000*61,8)/(300(1-0,02)60)=

=741600/17640=42 шт.

α – случайная убыль (0,02)

Тизн. – стойкость инструмента до полного износа = 5 час. =

= 300 мин.

Классификация режущего инструмента

второго порядка. Табл.8.

ТРАНСПОРТ

За участком закреплена электрокара, грузоподъемностью 500 кг, которая за 1 рейс привозит 238 штук. Развертки изготавливаются в количестве 3000 штук 1 раз в квартал или 1000 штук в месяц. Следовательно, электрокара делает в месяц 4 рейса или 1 раз в неделю.

Между рабочими местами используются ручные тележки, грузоподъемностью 100 кг.

4). Ремонт оборудования производится по системе ППР. Для этого определяется длительность ремонтного цикла.

Тр.ц.=(23000-26000)*βп*βу*βм*βо час.

Β – соответственно коэффициенты производства, условий, материала, оборудования.

По условиям технического процесса все коэффициенты = 1.

Тр.ц.=24000*1*1*1*1=24000 час. При 1 см / 8час. Тр.ц.=12 лет.

Ремонтный цикл: Тр=Тр.ц./(nc+nм+1)

Осмотровый цикл: То=Тр.ц./(nс+nм+nо+1)

Из Приложения 3 определяем количество средних, малых ремонтов и осмотров.

nc=2; nм=6; nо=24.

Тр.ц.=24000/(2+6+1)=24000/9=2666 час ≈ 1 раз в год.

То=24000/(2+6+24+1)=24000/33=727 ≈ 3 раза в год.

СТРУКТУРА РЕМОНТНОГО ЦИКЛА

К О О О М О О М О О О О С О О М О О М О О О О С О О М О О М О О О К

5.2. РАЗДЕЛ II.

ЭКОНОМИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ.

5.2.1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СТОИМОСТИ МАТЕРИАЛОВ.

Зм=(qзаг*Цр/кг-(qзаг-qд)*Цр/отх)*В тыс. руб.

Стоимость стали 9ХС = 15,7 руб/кг.

Стоимость твердого сплава ВК6-М = 140,3 руб/кг.

Цена отходов = 0,5 руб/кг.

Зм9хс=((1,6*15,7)-(1,6-1)*0,5)*12000=297,9 тыс. руб.

Змвк=((0,55*140,3)-(0,55-0,5)*0,5)*12000=924 тыс. руб.

Всего материалов 1221,9 тыс. руб.

5.2.2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗАРАБОТНОЙ ПЛАТЫ ОСНОВНЫХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ РАБОЧИХ.

По заработной плате определяется тарифный фонд Фт, основной фонд Фо, годовой фонд Фг и общий фонд Фо.

Фт=Сi*Тшт/к;

Фток=21,7*6040=127,9 тыс. руб.

Ффр=4440*21,17=94 тыс. руб.

Фд=2008*18,73=37,6 тыс. руб.

Фз=5440*18,73=101,9 тыс. руб.

Фшл=3240*23,94=77,6 тыс. руб.

Итого: Фт=439 тыс. руб.

Фосн=Фт+Доп (40% от Фт на премии) = 439+0,4*439=439+175,6=614,6

Заработная плата на отпуск 10% от Фосн.

Фг=Фосн+Д’=614,6+61,5=676,1 тыс. руб.

Начисление в пенсионный фонд 35,6% от Фосн.

Фоб=Фг+Нач=676,1+35,6*676,1=676,1+241=917,1 тыс. руб.

Фонд заработной платы основных

рабочих участка. Табл.9.

5.2.3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАКЛАДНЫХ РАСХОДОВ.

Затраты по работе оборудования определяются в % по удельным весам.

Определение затрат по накладным расходов. Табл.10.

Калькуляционная цеховая себестоимость развертки. Табл.11.

По данным практики Сб=360руб.

Экономический эффект составил: (условно годовая экономия)

Эуг=(Сб-Спр)Впр=(360-332)12000=336 тыс. руб.

ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ОРГТЕХ. МЕРОПРИЯТИЯ.

Можно предусмотреть замену более дешевого материала для изготовления хвостовика.

Использовать сталь 65Г, стоимостью 4,8 руб. кг.

Зм=(1,6*4,8-(1,6-1)0,5)*12000=88,6 тыс. руб.

ΔЗм=Зм.б.-Зм.пр.=297,9-88,6=209,3 тыс. руб.

Из сэкономленных денег можно выпустить дополнительное количество продукции.

Себестоимость развертки 332. ΔВ=209300/332=630 штук.

5.3. РАЗДЕЛ III.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРИМЕНЕНИЯ САПР В ТЕХНИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКЕ ПРОИЗВОДСТВА.

Основным показателем экономической эффективности создания и внедрения САПР является годовой экономи­ческий эффект, определяемый по формуле

Э_пр ⁼ П_доп – Е_н * К_доп

где П_доп – дополнительный рост прибыли;

Е_н – нормативный коэффициент эффективности;

К_доп – дополнительные капитальные вложения.

При определении экономической эффективности САПР имеется некоторая специфика.

Специфика экономической оценки САПР заключается в том, что экономия на текущих затратах (Э_у.г) состоит из двух составляющих. Одна составляющая экономии учитывает экономию в сфере подготовки производства (разработка технологических процессов, проектирование оснастки, инструмента, элементов оборудования). Другая часть экономии проявляется при изготовлении деталей, узлов, агрегатов, изде­лий и при разработке технологических процессов и оснаст­ки, спроектированных в САПР:

Э_у.г. = Э’+Э’’

Следовательно, формулу годового экономического эффекта можно записать следующим образом:

Э_пр = (Э’ + Э’’) – Е_н * _Кдоп,

где Э’ – годовая экономия на текущих затратах в cфере

подготовки производства, руб.;

Э” – годовая экономия на текущих затратах в основном

производстве.

Вторая особенность заключается в выборе единицы, принимаемой для расчета эффективности. За единицу для расчета эффективности САПР принимается, как правило: «комплект оснастки», «комплект инструмента», технологический процесс. Третья особенность – заключается в составе ста­тей себестоимости и капитальных вложений, учитываемых при расчете.

5.3.1. РАСЧЕТ ЭКОНОМИИ В СФЕРЕ ПОДГОТОВКИ ПРОИЗВОДСТВА.

Экономия от снижения себестоимости проектирования определяется по формуле:

Э’ = (C₁ – C₂) * А₂,

где C₁ – себестоимость проектирования элемента конструкции

или разработки одного технологического процесса при существующем способе проектирования, руб.;

С₂ – себестоимость проектирования элемента конструкции или разработки одного технологического процесса при автоматизированном проектировании, руб.;

А₂ – годовой объем проектирования при автоматизированном проектировании.

Расчет себестоимости проектирования производится по формуле

С = Т * С_п.р.,

где Т – фактические трудозатраты по элементу конструкции или по разработке одного технологического процесса, час;

С_п.р. – стоимость часа работы проектирования с учетом затрат по техническому обеспечению САПР, руб.

Стоимость часа работ, выполняемых проектировщиком в рассматриваемых вариантах без помощи технических средств определяется по формуле:

С_п.р. ⁼ Ф_з.п. / Т_пр,

где Ф_з.п – годовой фонд заработной платы проектировщика с начислениями, руб.;

Т_пр – годовой фонд времени работы проектировщика, час.

В себестоимость автоматизированного проектирования дополнительно включаются затраты, связанные с работой ЭВМ, определенные на основе расчета стоимости машиночаса работы технического обеспечения САПР.

Стоимость одного машино-часа работы технического обеспечения САПР определяется по формул:

С_м.ч. = З_эк. / Т_пол.

где З_эк – затраты, обеспечивающие функционирование

технического обеспечения САПР, которые определяются как годовые текущие расходы и включают в себя затраты, приведенные ниже.

Т_пол– годовой фонд полезной работы технического обеспечения системы.

Затраты (З_эк), обеспечивающие функционирование технического обеспечения САПР определяются по формуле:

З_эк = З_зп + З_а + З_эл + З_м + З_р + З_и + З_пр,

где З_зп – основная и дополнительная заработная плата произ­водственного персонала, обслуживающего САПР, с учетом отчислений на социальное страхование;

З_а – амортизационные отчисления на основные фонды;

З_эл – затраты на электроэнергию;

З_м – затраты на материалы;

З_р – затраты на текущий ремонт технических средств;

З_и – возмещение износа малоценных и быстроизнашивающихся предметов;

З_пр – прочие затраты.

Годовой фонд полезной работы технического обеспечения системы (Т_пол) определяется по формуле:

Т_пол = Ф * Т_ном. – Т_проф.,

где Ф – количество рабочих дней в году;

Т_ном. – номинальное количество часов ежесуточной рабо­ты технического обеспечения САПР;

Т_проф– годовые затраты времени на профилактические ремонтные работы (принимаются 15% от Т_ном.). Фонд основной и дополнительной заработной платы с от­числениями на социальное страхование персонала, обслужи­вающего САПР определяется по формуле:

З_зп= l,57 * З_cр* Q_п * 12

где З_ср – среднемесячная заработная-плата одного работника; Q_п – численность персонала обслуживающего САПР;

12 – число месяцев в году.

Амортизационные отчисления рассчитываются исходя из первоначальной стоимости основных фондов и утвержденных норм амортизации, дифференцированных по видам основных фондов по формуле:

А_о = К_о * а_о,

где К_о – капиталовложения на приобретение технического

обеспечения САПР;

а_о – годовая норма, амортизационных отчислений от стоимости оборудования.

Затраты на электроэнергию, необходимую при эксплуатации САПР, определяются по укрупненным нормативам в раз­мере 0.4 – 0,7% о от стоимости комплекса технического обеспече­ния САПР.

Затраты на материалы, необходимые при эксплуатации САПР, определяются по укрупненным нормативам в размере 5% от стоимости комплекса технического обеспечения САПР.

Затраты на текущий ремонт технических средств при эксплуатации САПР определяются по укрупненным нормативам в размере 5% от стоимости комплекса технического обеспече­ния САПР.

Прочие затраты составляют 0,5 – 2,5% от стоимости ком­плекса технического обеспечения САПР и включают в себя канцелярские и почтово-телеграфные расходы, расходы на служебные командировки, охрану труда, содержание транспорта и другие затраты, связанные с содержанием админист­ративно-управленческого персонала.

5.3.2. РАСЧЕТ ЭКОНОМИИ В ПРОИЗВОДСТВЕ ОТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ САПР.

Экономия в сфере производства от использования САПР определяется по следующей формуле:

Э”= Э₁” + Э₂” + Э₃” + Э₄“,

где Э₁“- увеличение выпуска продукции за счет ускорения периода освоения производства новых изделий;

Э₂” – сокращения трудоемкости технологических операций;

Э₃“- снижение норм расхода сырья, материалов, энергии;

Э₄” – повышение качества технической документации.

Э₁‘ = Э₂” = Э₃” =0

Автоматизация проектирования объектов производства обеспечивает улучшение качества технической документации, что приводит к снижению брака в производстве. Экономия от повышения качества техдокументации определяется по формуле:

Э₄” = П_б *(1 – Y),

где П_о – величина потерь от брака до внедрения САПР из-за

ошибок в технической документации, руб.;

Y – коэффициент, учитывающий снижение потерь от брака в

результате внедрения САПР. По опытным данным

значения коэффициента Y равны:

• по причине нарушения технологического процесса: (0,003 – 0,005);
• из-за ошибок в чертежах и технических документах: (0,006 – 0,008).

5.3.3. РАСЧЕТ ЗАТРАТ НА СОЗДАНИЕ САПР.

Капитальные вложения и единовременные затраты, свя­занные с созданием и применением САПР определяются по формуле:

К =К_пп + К_к -К_выс + Н,

где К – капитальные затраты на создание САПР;

К_пп – предпроизводственные затраты;

К_к – капитальные вложения в основные фонды предприя­тия на

создание САПР;

К_выс – высвобождаемая часть основных фондов, которые будут

использоваться для другого производства или реализованы на

сторону;

Н – изменение величины оборотных средств.

Предпроизводственные затраты при разработке, отладке и внедрении способов автоматизированного проектирования на предприятии включает в себя затраты на:

• предпроектные и проектные изыскания;
• подготовительные работы по автоматизации проектирования, включающие мероприятия по унификации проектируемых изделий, а также проектной и справочной документации
  на них;
• разработку проектной документации САПР;
• привязку типовых подсистем САПР к конкретному объекту
  проектирования;
• постановку и алгоритмизацию задач проектирования;
• разработку, отладку и внедрение пакетов прикладных про­грамм проектирования;
• разработку необходимых методических материалов, технологических карт и рабочих инструкций по автоматизации про­ектирования;
• изготовление и отладку нестандартного оборудования и
  устройств системы;
• обучение персонала, обслуживающего комплекс технических средств (КТС) САПР и переподготовку ИТР, использую­щих САПР;
• опытную эксплуатацию и внедрение системы.

Предпроизводственные затраты определяются специаль­ными расчетами – калькуляциями по действующей методоло­гии определения сметной стоимости научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ на основе определения потребности в материалах, оборудовании, расче­тов трудоемкости работ и др.

Капитальные вложения на создание САПР представляют собой дополнительные вложения в производственные фонды предприятия.

Они включают в себя:

– затраты на приобретение, доставку, установку, монтаж,
наладку и пуск технических средств САПР (вычислительной
техники, периферийных устройств, средств связи, вспомогательного оборудования и др.) – К_об.;

– затраты на оборотные средства – Н.

Капитальные вложения на создание САПР определяются по формуле:

К_к = К_об + Н

Стоимость технического обеспечения САПР определяется как сумма затрат на отдельные устройства:

К_об = С_т.с. * N,

где С_т.с. – стоимость устройства, руб.;

N – число устройств, определяемое на основе расчета не­обходимых

объемов перерабатываемой информации.

Если приобретаемые технические средства САПР исполь­зуются для решения целого комплекса задач, то затраты на решение конкретной задачи оцениваются пропорционально коэффициенту загрузки технических средств Кз решением этих конкретных задач.

К_з = Т_к / Т_п,

где Т_к – время работы устройства за год, затрачиваемое на ре­шение конкретной задачи, час.;

Т_п – полезный годовой фонд времени работы устройства, час.

Стоимость оборотных средств включает в себя расходы на сменные детали и запасные части, вспомогательные материа­лы для обслуживания технических средств (дискеты, CD-ROM диски, картриджи для принтера и графопостроителя и т.д.), ма­лоценные инструменты и инвентарь.

Все необходимые для расчета величины приведены в таб­лице 4.1, а расчетные формулы и результаты вычислений в таблице 4.2.

Табл. 4.1

Табл. 4.2

5.4. РАЗДЕЛ IV.

ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРОЕКТА

ВЫВОДЫ ПО ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЧАСТИ ПРОЕКТА НА ОСНОВАНИИ ПРОДЕЛАННЫХ ЭКОНОМИЧЕСКИХ РАСЧЕТОВ:

1. При данном годовом выпуске разверток получаем оптимальную загрузку оборудования и рабочих (0,8).
2. Использование организацию производства по групповому признаку оборудования получаем экономию себестоимости разверток, которая снижается на 10%.
3. Получается годовой экономический эффект от применения САПР в размере 2094 руб. за счет повышения производительности труда конструктора и устра­нения ошибок в чертежах и документации.
4. Все затраты, необходимые для создания САПР, окупаются за 3,33 года.

6. БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ.

6.1.1 ЗАДАЧИ В ОБЛАСТИ БЕЗОПАСНОСТИ ЖИЖНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ.

Охрана труда – система законодательных актов и соответствующих им социально-экономических, технических, гигиенических и организационных мероприятий, обеспечивающих безопасность, сохранение здоровья и работоспособность человека во время работы. Основными задачами являются:

– сокращение роли ручного труда;

– уменьшение и ликвидация монотонного тяжелого физического и
малоквалифицированного труда;

– обеспечение здоровых санитарно-гигиенических условий труда;

– создание и внедрение современных, более производительных машин и
технологических процессов, устраняющих производственный травматизм и
профессиональные заболевания;

соблюдение правил техники безопасности и противопожарной профилактики.

6.1.2 АНАЛИЗ ОПАСНЫХ И ВРЕДНЫХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ФАКТОРОВ, ДЕЙСТВУЮЩИХ В ДАННОМ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМ ПРОЦЕССЕ.

а) В цехе имеются движущиеся машины и механизмы, подвижные части производственного оборудования, передвигающиеся изделия, заготовки, материалы. Автоматические действия, высокие скорости линейных перемещений исполнительных устройств, большая зона обслуживания роботов представляют повышенную опасность для обслуживающего персонала. В этом плане мероприятиями по улучшению условий труда будут

являться применение в цехе сигнальных цветов, лампочек, оградительных устройств в соответствии с ГОСТ 12.4.026. “Цвета сигнальные и знаки безопасности”.

б) В цехе имеется повышенная влажность воздуха – 95%. Она образуется в
результате постоянного применения СОЖ, как при работе станков по
выполнению операций, так и режиме ожидания. СОЖ не только смазывает и
охлаждает деталь, но и смывает стружку, двигаясь далее вместе с ней по
подпольному транспортеру к местам их отделения друг от друга и очистки.

Влажность в цехе больше оптимальной величины относительной влажности, которая составляет 60%…80% согласно ГОСТ 12.1.005. “Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны”. Можно применять дополнительные средства вентиляции и местную вентиляцию.

в) Имеется значительная вибрация оборудования. Вибрацию создают
транспортные средства такие как транспортер, портальный загрузчик,
применяется мощное и высокоскоростное оборудование, электродвигатели. В
цехе имеется локальная вибрация. В соответствии с ГОСТ 12.1.012
“Вибрационная безопасность”. необходимо снижать вибрацию вблизи
резонансов, в источнике возникновения, снижать ее на путях
распространения.

г) Опасность представляет повышенное напряжение в электрической цепи. В
цехе используются станки и оборудование, рассчитанные на 380 В.
Применяется сеть с заземленной нейтралью. Основными направлениями по
обеспечению электробезопасности в соответствии с требованиями ГОСТ
12.1.030 “Электробезопасность. Предельно-допустимые уровни напряжений
прикосновения и токов” и ГОСТ 12.1.038 “Электробезопасность. Защитное
заземление. Зануление” являются полное разделение электрической сети,
изоляция токоведущих частей, частичная изоляция полов.

д) В цехе недостаток естественного света. Естественное освещение верхнее,
которое осуществляется через зенитные фонари. Естественное освещение в
зимний период времени и при недостаточной ясности погоды и чистоте
фонарей не может обеспечить нормальное наблюдение за технологическим
процессом и обслуживанием оборудования. Коэффициент естественного
освещения ниже, чем КЕО, установленный СНиП П-4-79. Необходимо по
возможности увеличить число зенитных фонарей и применять более широко
искусственное освещение.

е) Рабочая зона недостаточно освещена. Это происходит главным образом
из- за наличия большого количества оборудования и транспортных
загрузочно-разгрузочных устройств. Освещенность при общем
комбинированном освещении составляет 185 лк, при регламентированной
СНиП П-4-79

освещенности равной 200 лк. Основными направлениями улучшения освещенности являются более правильное размещение осветительного оборудования и большее применение искусственного освещения.

ж) На поверхностях заготовок и инструментов имеются острые кромки и
заусенцы. Поскольку деталь подвергается операциям, в которых происходит
съем металла, то на ней имеются поверхности с острыми кромками.
Основными направлениями улучшения труда являются по возможности
меньший контакт рабочего с деталью и инструментом, в результате более
широкого применения средств автоматизации, а также по возможности
срезания углов детали на технологических операциях.

3) Из химически опасных и вредных производственных факторов можно
выделить раздражающие вредные вещества, вызывающие раздражение

дыхательного тракта и слизистых оболочек. Особенно высока их концентрация вблизи шлифовальных станков и сварочных агрегатов.

6.1.3 МЕРОПРИЯТИЯ, НАПРАВЛЕННЫЕ НА УЛУЧШЕНИЕ УСЛОВИЙ ТРУДА И ВЫПОЛЕНЕИЕ ТРЕБОВАНИЙ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ САНИТАРИИ И ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ.

А) – для уменьшения опасности травматизма от вращающихся и движущихся частей оборудования необходимо использовать защитные кожухи согласно ГОСТ 12.3.025 “Обработка металлов резанием”.

• для предотвращения опасности от грузонесущего конвейера расстояние
  между ним и рабочим местом должно быть не менее 1,7 м. Ограждения
  должны быть окрашены в соответствии с ГОСТ 12.4.026
• в целях безопасности движения рабочих и транспортирования грузов
  предлагаю оградить пешеходную зону от транспортной барьером высотой
  150 мм согласно ГОСТ 12.3.020 “Процессы перемещения грузов на
  предприятиях” и окрасить сигнальным цветом согласно ГОСТ 12.4.026
• в целях соблюдения техники безопасности и соблюдения требований
  ГОСТ 12.3.009 “Работы погрузочно-разгрузочные” и ГОСТ 12.3.020
  предлагаю нанести в местах хранения деталей и на грузоподъемных линиях
  знаки с максимально допустимой нагрузкой в соответствии с требованиями
  ГОСТ 12.3.010 “Тара производственная”.

Б) В цехе имеются повышенная влажность воздуха. Чтобы исключить вредное воздействие этого фактора на человека, производственный процесс надо полностью автоматизировать, к тому же автоматизация повышает производительность, улучшает условия труда, поскольку рабочий выводится из опасной зоны;

– для уменьшения микроклимата и теплового режима в цехе необходимо
шире применять вытяжную вентиляцию. Это позволит уменьшить
содержание вредных примесей согласно ГОСТ 12.4.021 “Системы
вентиляционные. Общие требования”;

• для уменьшения попадания вредных паров из моечных машин в атмосферу
  надо усилить комбинированную систему вентиляции, герметизировать зону
  обработки, применять устройства для увода паров из зоны обработки
  согласно ГОСТ 12.4.021;
• в целях создания и поддержания в рабочей зоне цеха в переходный период
  года при категории работ средней тяжести температуры 20-23 градусов ,
  удовлетворяющей требованиям ГОСТ 12.1.005 предлагаю применять на
  воротах систему воздушной тепловой завесы со скоростью выхода воздуха
  до 20 м/сек согласно ГОСТ 12.4.021 и ГОСТ 12.3.025″Обработка металлов
  резанием”;

• с целью обеспечения увеличения интенсивного воздухообмена в цехе и
  выполнения требований ГОСТ 12.1.005 для повышения эффекта вытяжки
  воздуха за счет силы ветра предлагаю применить на вытяжных отверстиях
  дифлекторы согласно ГОСТ 12.4.021;
• для уменьшения влажности воздуха в цехе необходимо по возможности
  уменьшить поток СОЖ, но не в ущерб производственному процессу.

В) – для уменьшения вибраций фундаменты станков и оборудования с неуравновешенными вращающимися частями необходимо выполнять с разрывом, заполненным виброгасящей массой по ГОСТ 12.1.012″Вибрационная безопасность”;

• необходимо применить звукопоглощающие конструкции ворот и дверей по
  ГОСТ 12.1.029 “Средства и методы защиты от шума. Классификация”;
• для снижения повышенного уровня шума на операциях механообработки
  следует применять звукоизолирующие кожухи по ГОСТ 12.1.029.

Г) – для защиты от повышенного напряжения в электрической цепи необходимо применять сеть с заземленной нейтралью, поскольку невозможно обеспечить хорошую изоляцию проводов ( из-за высокой влажности), когда нельзя быстро отыскать или устранить повреждение изоляции;

• кроме защитного заземления и блокировки , для предотвращения опасности
  поражения электрическим током необходимо электрическое оборудование
  окрасить в ярко-синий цвет и оснастить средствами, препятствующими
  проникновению людей к токонесущим элементам, согласно ГОСТ 12.2.009
  “Станки металлообрабатывающие”;
• с целью избежания повреждения электрических проводов от магистралей
  предлагаю выполнить проводку в металлических трубах в соответствии с
  ПЭУ-76;

с целью уменьшения воздействия электрических полей электрооборудования станков на обслуживающий персонал и вычислительную технику станков, выполняя требования ГОСТ 12.1.006 “Электромагнитные поля радиочастот. Допустимые уровни на рабочих местах” необходимо установить защитные кожухи, снижающие интенсивность полей.

Д) В цехе имеется недостаток естественного света, что усложняет наблюдения за ходом производственного процесса:

• для улучшения освещенности цеха, улучшения условий труда, снижения
  травматизма в соответствии с ГОСТ 12.3.025 предлагаю проводить не реже
  двух раз в год чистку фонарей в соответствии с СНиП П-4-49;
• для защиты людей от случайного выпадения стекол световые фонари
  должны быть снабжены армированными стеклами в соответствии со СНиП
  33-76;

– необходимо, по возможности, увеличить фонари и их количество в цехе.

Е) Правильная освещенность способствует нормальной производственной деятельности:

• для улучшения освещенности необходимо своевременно менять лампы типа
  ПД мощностью 80 Вт согласно ГОСТ 176.77;
• с целью снижения зрительной нагрузки и повышения уровня естественного
  освещения согласно СНиП П-4-79 на операции контроля предлагаю
  использовать светильники индивидуального освещения ЛСПО-4, согласно
  ГОСТ 13838;

– светильники следует использовать в ответственных и малоосвещенных
местах, их нужно располагать так, чтобы поверхность была освещена
наилучшим образом, использовать в опасных местах, где рабочий может
получить травму.

Ж) Вредные вещества, содержащиеся в воздухе, а именно, технологическая пыль и вещества, испаряющиеся из СОЖ, выводить из помещения цеха с помощью местной вентиляции в местах их наибольшего скопления согласно требованиям ГОСТ 12.1.005, ГОСТ 12.4.21 “Системы вентиляционные. Общие требования”, а также применяя средства автоматизации можно обеспечить минимальное пребывание рабочих в опасной зоне.

6.2. ИССЛЕДОВАНИЕ И РАСЧЕТ СИСТЕМЫ ЗАЩИТНОГО ЗАЗЕМЛЕНИЯ

Система стандартов безопасности труда определяет электробезопасность как систему организационных и технических мероприятий и средств, обеспечивающих защиту людей от вредного и опасного воздействия электрического тока, электрической дуги, электрического поля и статического электричества.

Действия электрического тока на организм.

Проходя через организм, электрический ток оказывает термическое, электролитическое и биологическое действия. Термическое действие выражается в ожогах отдельных участков тела, нагреве кровеносных сосудов, нервов и других тканей. Электролитическое действие выражается в разложении крови и других органических жидкостей, что вызывает значительные нарушения их физико-химических составов.

Действие электрического тока приводит к электротравмам: -местные электротавмы -общие электротравмы (электрические удары).

Местные электротавмы – это четко выраженные местные повреждения тканей организма, вызванные воздействием электрического тока или электрической дуги. Местные электротравмы:

• электрические ожоги
• электрические знаки
• металлизация кожи
• механические повреждения
• электроофтальмия.

Электрические ожоги – вызваны протеканием тока через тело человека

(токовый или контактный ожог), а также воздействием электрической дуги на тело (дуговой ожог). В первом случае ожог возникает как следствие преобразования энергии электрического тока в тепловую и является сравнительно легким (покраснение кожи, образование пузырей). Ожоги, вызванные электрической дугой, носят, как правило, тяжелый характер (омертвление пораженного участка кожи, обугливание и сгорание тканей).

Электрические знаки – это четко очерченные пятна серого или бледно-желтого цвета диаметром 1-5 мм на поверхности кожи человека, подвергшегося действию тока. Электрические знаки безболезненны, и лечение их заканчивается, как правило, благополучно.

Металлизация кожи – это проникновение в верхние слои кожи мельчайших частичек металла, расплавившегося под действием электрической дуги. Обычно с течением времени больная кожа сходит, пораженный участок приобретает нормальный вид и исчезают болезненные ощущения.

Электроофтальмия – воспаление наружных оболочек глаз, возникающее в результате воздействия мощного потока ультрафиолетовых лучей электрической дуги. Обычно болезнь продолжается несколько дней. В случае поражения роговой оболочки глаз лечение оказывается более сложным и длительным.

Электрический удар – это возбуждение живых тканей организма проходящим через него электрическим током, сопровождающееся непроизвольными судорожными сокращениями мышд. Различают следующие четыре степени ударов:

1. Судорожное сокращение мышц без потери сознания
2. Судорожное сокращение мышц с потерей сознания, но с
   сохранившимся дыханием и работой сердца
3. Потеря сознания и нарушение сердечной деятельности или дыхания
   (либо того и другого вместе)
4. клиническая смерть, т.е. отсутствие дыхания и кровообращения.

Защита от поражения электрическим током

• Применение малого напряжения. В целях уменьшения опасности
  поражения электрическим током применяют номинальное напряжение
  не более 42 В. Ток малого напряжения получают от понижающих
  трансформаторов. Защита от случайного перехода высокого
  напряжения (380,200,127 В) на обмотку низкого напряжения (40,12 В)
  осуществляется путем заземления вторичной обмотки и корпуса
  понижающего трансформатора.
• Электрическая изоляция токоведущих частей. С течением времени в
  условиях химически-активной среды или в других неблагоприятных
  условиях эксплуатации электроизоляционные свойства изоляции
  снижаются, поэтому сопротивление ее необходимо периодически
  контролировать. Изоляцию подразделяют на рабочую (обеспечивает
  нормальную работу электроустановки и защиту от поражения
  электрическим током); дополнительную (дополнительную к рабочей на
  случай повреждения рабочей изоляции); усиленную (улучшенную
  рабочую); двойную (состоящую из рабочей и дополнительной
  изоляции).
• Оградительные устройства. Устройства, предотвращающие
  прикосновение или приближение на опасное расстояние. К
  токоведущим частям в случаях, когда провода или токоведущие части
  электрооборудования не могут иметь изоляции, размещают на
  расстоянии, недоступном для соприкосновения с ними человека
  (например, вверху), применяют также защитные ограждения,
  изготовленные из трудно-сгораемых или несгораемых материалов.
• Предупредительная сигнализация, блокировка. Звуковой сигнал и
  красный свет лампы предупреждает о появлении опасности, например

напряжения в электроустановках, зеленый свет предупреждает об опасности. Запрещающие плакаты предназначены для запрещения оперирования коммутационными аппаратами (например: “Не включать – работают люди!”)

Для исключения ошибочных соединений и лучшей ориентации в электрических цепях электроустановки, провода и кабели имеют маркировочную окраску в виде цифровых и буквенных обозначений и отличительную окраску. Блокирующие устройства защищают от электротравматизма путем автоматического разрыва электрической цепи перед тем, как рабочий может оказаться под напряжением. Так, при снятии защитного ограждения установки, находящейся под напряжением, контакты разъединяются, отключая установку. Средства защиты и предохранительные приспособления. Средства защиты и предохранительные приспособления предназначены для защиты персонала от электротравм при работе на электроустановках. Защитные средства подразделяют на вспомогательные (очки, противогазы), ограждающие (временные переносные щиты и заземлители, изолирующие прокладки) и изолирующие, которые в свою очередь, подразделяют на основные и дополнительные. Основные защитные средства способны длительно выдерживать рабочее напряжение электроустановки и ими можно прикасаться к токоведущим частям оборудования.

Компенсация токов на землю. В данном случае между нейтралью и землей включают компенсационную катушку. Этот вид защиты применяют одновременно с защитным заземлением. Выравнивание потенциалов. Выравнивание потенциалов – метод снижения напряжений прикосновения и шага между точками электрической цепи, к которым можно одновременно прикасаться или на которых может одновременно стоять человек. Практически для этого устраивают контурное заземление, те располагают заземлители по контуру вокруг заземляющего оборудования.

• Электрическое разделение сетей – разделение их на отдельные
  электрические не связанные между собой участки с помощью
  разделяющего трансформатора. Такой трансформатор предназначен
  для отделения приемника энергии от первичной электрической цепи и
  сети заземления. Опасность заключается в том, что сети большой
  протяженности имеют большую емкость относительно земли и
  небольшие сопротивления изоляции.
• Зануление, превращения замыкания на корпус электроустановки в
  однофазное короткое замыкание, в результате чего срабатывает
  токовая защита и отключает поврежденный участок.
• Защитное отключение – это быстродействующая защита,
  обеспечивающая автоматическое отключение электроустановки при
  возникновении в ней опасности поражения током.

Защитное заземление.

В соответствии с ГОСТ 12.1.030 “Электробезопасность. Защитное заземление. Зануление.” Защитное заземление должно обеспечить защиту людей от поражения электрическим током при прикосновении к металлическим нетоковедущим частям, которые могут оказаться под напряжением в результате повреждения изоляции. Защитное заземление представляет собой преднамеренное электрическое соединение земли или ее эквивалента (заземлителей) и металлических частей электроустановки, не находящихся под напряжением, но могущих оказаться под таковым в случае возникновения пробоя в электрооборудовании. Благодаря наличию защитного заземления между корпусом защищаемой установки и землей создается замкнутая электрическая цепь достаточно малого сопротивления. При замыкании какой-либо фазы на корпус заземленного электродвигателя

образуется цепь замыкания через точку замыкания и заземляющее устройство. Человек, случайно коснувшийся в это время корпуса, включится в цепь замыкания параллельно цепи заземляющего устройства. Человек при этом подвергается воздействию разности потенциалов, которая возникает в цепи тока замыкания параллельно цепи заземляющего устройства. Человек при этом подвергается разности потенциалов, которая возникает в цепи тока замыкания на землю между точками прикосновения и является частью напряжения по отношению к земле. Заземлению подлежат корпуса электрических машин, трансформаторов, каркасы распределительных щитов, Щитов управления, металлические конструкции распределительных устройств, металлические оболочки кабелей, стальные трубы электропроводок. Заземляющее устройство – это проводник, соединяющий заземленные элементы электроустановок с соединительной полосой, находящейся в земле и объединяющей заземлители, которые могут быть естественными и искусственными. В качестве заземлителя примем стержень, диаметром 0,06 м , находящийся на глубине 0,5 м под землей.

РАСЧЕТ:

Исходные данные:

Размещение заземлителей : по контуру

Количество заземлителей – 20

Длина заземлителя L=2м

Диаметр заземлителя d=0,06M

Расстояние между заземлителями а=1,0м

Ширина полосы Ь=0,05м

Глубина заложения полосы h=0,5м

Удельное сопротивление грунта р-40 Ом*м

Сопротивление растекания тока одиночного заземлителя:

Общее сопротивление растекания тока, без учета проводимости соединительной полосы:

Rз=R/(n*η₃)=12,2/(20*0,55₃)=1,1

где η₃– коэффициент экранирования заземлителей = 0,52…0,58 Длина соединительной полосы:

L_n=1,05*n*a=1,05*20*1=21

Сопротивление растекания тока соединительной полосы:

Сопротивление заземляющего устройства:

η_n – коэффициент использования соединительной полосы = 0,27

Максимальное значение сопротивления при наибольшем просыхании или промерзании грунта:

Вывод: Заземляющее устройство может быть использовано на проектируемой автоматизированной линии и может также использоваться для заземления электроустановок и оборудования напряжением до 1000В, т.к. согласно требованиям ГОСТ 12.1.030 сопротивление заземляющего устройства в стационарных сетях напряжением до 1000В с изолированной нейтралью должно быть не более 10 Ом.

6.3. ПОЖАРОБЕЗОПАСНОСТЬ

6.3.1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ПОЖАРОБЕЗОПАСНОСТИ ЦЕХА.

В соответствии с классификацией промышленных предприятий по пожарной безопасности относится к категории – Д. Производство связано с обработкой несгораемых веществ и материалов в холодном состоянии. По степени огнестойкости — 2-я категория, в цехе предусмотрено два эвакуационных выхода, огнетушители ОПХ-10, пожарные щиты и водяное пожаротушение, сигнализация.

Внутри цеха расположены кольцевые водо-пожарные ямы высокого давления с пожарными кранами, расположенными на расстоянии 25 м друг от друга.

Пожарные краны установлены на высоте 1.35 м от пола и содержат пожарные рукава длиной 20 м. В цехе установлена автоматическая система пожаротушения.

Предусматриваются пожарные резервы между зданиями – для предупреждения распространения пожара. Дороги на территории завода расположены так, чтобы была возможность свободного перемещения пожарных автомобилей между зданиями. Газ и дым при пожаре удаляются через оконные проемы, специальные дымовые люки.

Для 2-ой степени огнестойкости, согласно СНиП 11-2-80, характерна стойкость:

• несущих конструкций – 2 часа
• лестничных проемов – 1 час
• перегородок стен – 0.25 часа
• перегородок стен и панелей -0.25 часа

Причины пожара

Пожар возможен при несоблюдении технического режима работы оборудования:

1. Неисправность оборудования и электропроводки
2. Несоблюдение инструкций и положений по применению
   взрывоопасных веществ, масел и т.д.
3. Халатное отношение с огнем
4. Савозгорание промышленной ветоши.

Мероприятия по улучшению пожарной безопасности

1. Осуществлять постоянный контроль за системой автоматического
   включения водных завес
2. Автоматические установки пожаротушения должны соответствовать
   ГОСТ 12.4.009 “Пожарная техника для защиты объектов. Основные
   виды. Размещение и обслуживание.”
3. Огнетушители должны быть размещены в легкодоступных местах
4. Для быстроты нахождения пожарной техники, под местами
   размещения наносить красную горизонтальную полосу шириной 200 –
   400мм
5. Выполнение правил и норм пожарной безопасности
6. Обучать и тренировать работающих и служащих мерам пожарной
   безопасности, эвакуации и пользованием средствами пожаротушения.

6.4. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

При машиностроительном производстве производятся очень большие выбросы в атмосферу.

Система критериев оценки экологической безопасности машиностроительного производства должна охватывать все уровни его взаимодействия с окружающей средой – от локального до глобального. Система критериев оценки экологической бепромышленного производства локального уровня ориентирована на оценку экологической опасности отдельных промышленных объектов. Под промышленном объектом понимается отдельно расположенная промплощадка предприятия, промышленное предприятие или группа промышленных предприятий, которые могут рассматриваться, как единый площадной источник техногенного воздействия.

Территория предприятия – территория соответствующих промплощадок, где расположены основные технологические и вспомогательные объекты предприятия. В аспекте оценки экологической безопасности на локальном уровне территория предприятия рассматривается как субъект, а не объект воздействия, т.е. как местоположение точечных, линейных и площадных источников загрязнения или же, как единый площадной источник загрязнения.

Зона загрязнения предприятия – территория, где наблюдаются превышения ПДК в различных средах или ПДУ, причиной которых является деятельность предприятия. Если зона загрязнения превышает зону воздействия – это уже нарушение экологических нормативов. Зона загрязнения определяется расчетными пробами ( методики расчетов максимальных приземных концентраций ВВ в атмосфере, соответствующие по воде и по уровням вредных физических воздействий ) или же на основании практических замеров, включающих данные мониторинга загрязнения атмосферы, поверхностных вод. Специальных экспедиционных исследований и т.д.

Безопасность предприятия – может быть описана следующими группами показателей:

1. натуральные и условные показатели, характеризующие вредное
   влияние предприятия ( объемы фактических и условных выбросов и
   сбросов вредных веществ, вывоза отходов, уровней вредных
   физических воздействий, рассчитанные и фактические поля средних и
   максимальных концентраций вредныз веществ в различных средах, и
   т.д.);
2. ресурсопотребление и ресурсный баланс предприятия ( потребление
   кислорода, водопотребление, производство и потребление
   электроэнергии и т.д.);
3. характеристики территории, на которую оказывает воздействие
   предприятие ( плотность населения, структура биоценозов, ценность
   территории );
4. техническое состояние предприятия;
5. комплексные показатели, характеризующие экологическую
   безопасность предприятия;
6. эколого-экономические показатели, отражающие стоимостный аспект
   экологической безопасности.

Оценка безопасности предприятия производится на основе технической документации предприятия.

6.5. СРЕДСТВА ЗАЩИТЫ АТМОСФЕРЫ.

Воздух производственных помещений загрязняется выбросами технологического оборудования или при проведении технологических процессов без локализации отходящих веществ. Удаляемый из помещения вентиляционный воздух может стать причиной загрязнения атмосферного воздуха промышленных площадок и населенных мест. Кроме того, воздух

загрязняется технологическими выбросами цехов, таких как кузнечно-прессовые цеха, цеха термической и механической обработки металлов, литейные цеха и другие, на базе которых развивается современное машиностроение. В процессе производства машин и оборудования широко используют сварочные работы, механическую обработку металлов, переработку неметаллических материалов, лакокрасочные операции и т.д. Поэтому атмосфера нуждается в защите.

Средства защиты атмосферы должны ограничивать наличие вредных веществ в воздухе среды обитания человека на уровне не выше ПДК. Это достигается локализацией вредных веществ в месте их образования, отводом из помещения или от оборудования и рассеиванием в атмосфере. Если при этом концентрации вредных веществ в атмосфере превышают ПДК, то применяют очистку выбросов от вредных веществ в аппаратах очистки, установленных в выпускной системе. Наиболее распространены вентиляционные, технологические и транспортные выпускные системы.

На практике реализуются следующие варианты защиты атмосферного воздуха:

• вывод токсичных веществ из помещения общеобменной вентиляцией;
• локализация токсичных веществ в зоне их образования местной
  вентиляцией, очистка загрязненного воздуха в специальных аппаратах и
  его возврат в производственное или бытовое помещение, если воздух
  после очистки в аппарате соответствует нормативным требованиям к
  приточному воздуху,
• локализация токсичных веществ в зоне их образования местной
  вентиляцией, очистка загрязненного воздуха в специальных аппаратах,
  выброс и рассеивание в атмосфере,
• очистка технологических газовых выбросов в специальных аппаратах,
  выброс и рассеивание в атмосфере; в ряде случаев перед выбросом
  отходящие газы разбавляют атмосферным воздухом.

Для соблюдения ПДК вредных веществ в атмосферном воздухе населенных мест устанавливают предельно-допустимый выброс (ПДВ) вредных веществ из систем вытяжной вентиляции, различных технологических и энергетических установок.

В соответствии с требованиями ГОСТ 17.2.02 для каждого проектируемого и действующего промышленного предприятия устанавливается ПДВ вредных веществ в атмосферу при условии, что выбросы вредных веществ от данного источника в совокупности с другими источниками ( с учетом перспективы их развития ) не создают приземную концентрацию, превышающую ПДК.

Аппараты очистки вентиляционных и технологических выбросов в атмосферу делятся на :

• пылеуловители ( сухие, электрические фильтры, мокрые фильтры );
• туманоуловители ( низкоскоростные и высокоскоростные );
• аппараты для улавливания паров и газов (абсорбционные,
  хемосорбционные, адсорбционные и нейтрализаторы );
• аппараты многоступенчатой очистки ( уловители пыли и газов,
  уловители туманов и твердых примесей, многоступенчатые
  пылеуловители ).

Электрическая очистка (электрофильтры) – один из наиболее совершенных видов очистки газов от взвешенных в них частиц пыли и тумана. Этот процесс основан на ударной ионизации газа в зоне коронирующего разряда, передаче заряда ионов частицам примесей и осаждении последних на осадительных коронирующих электродах. Для этого применяются электрофильтры.

Схема электрофильтра.

1-коронирующий электрод

2-осадительный электрод

Аэрозольные частицы, поступающие в зону между коронирующим 1 и осадительным 2 электродами, адсорбируют на своей поверхности ионы, приобретая электрический заряд, и получает тем самым ускорение, направленное в сторону электрода с зарядом противоположного знака. Учитывая, что в воздухе и дымовых газах подвижность отрицательных ионов выше, чем положительных, электрофильтры обычно делают с короной отрицательной полярности. Время зарядки аэрозольных частиц невелико и измеряется долями секунд. Движение заряженных частиц к осадительному электроду происходит под действием аэродинамических сил и силы взаимодействия электрического поля и заряда частицы.

Фильтр представляет собой корпус 1, разделенный пористой перегородкой (фильтроэлементом) 2 на две полосы. В фильтр поступают загрязненные газы, которые очищаются при прохождении фильтроэлемента. Частицы примесей оседают на входной части пористой перегородки и задерживаются в порах, образуя на поверхности перегородки слой 3. Для вновь поступающих частиц этот слой становится частью фильтровой перегородки, что увеличивает эффективность очистки

фильтра и перепад давления на фильтроэлементе. Осождение частиц на поверхности пор фильтроэлемента происходит в результате совокупного действия эффекта касания, а также диффузионного, инерционного и гравитационного.

К мокрым пылеуловителям относят барботажно-пенные пылеуловители с провальной и переливной решетками.

Схема барботажно-пенные пылеуловители с провальной(а) и (б)

переливной решетками.

1-корпус

2-пена

3-решетка

В таких аппаратах газ на очистку поступает под решетку 3, проходит через отверстия в решетке и, барботируя через слой жидкости и пены 2, очищается от пыли путем осаждения частиц на внутренней поверхности газовых пузырей. Режим работы аппаратов зависит от скорости подачи воздуха под решетку. При скорости до 1 м/с наблюдается барботажный режим работы аппарата. Дальнейший рост скорости газа в корпусе 1 аппарата до 2…2,5 м/с сопровождает возникновением пенного слоя над жидкостью, что приводит к повышению эффективности очистки газа и брызгоуноса из аппарата. Современные барботажно-пенные аппараты обеспечивают эффективность очистки газа от мелкодисперсной пыли -0,95…0,96 при удельном расходе воды 0,4…0,5 л/м. Практика эксплуатации этих аппаратов показывает, что они весьма чувствительны к неравномерности подачи газа под провальные решетки. Неравномерная подача газа приводит к местному сдуву пленки жидкости с решетки. Кроме того, решетки аппаратов склонны к засорению.

Для очистки воздуха от туманов кислот, щелочей, масел и других жидкостей используют волокнистые фильтры – туманоуловители. Принцип их действия основан на осаждении капель на поверхности пор с последующим стеканием жидкости по волокнам в нижнюю часть туманоуловителя. Осаждение капель жидкости происходит под действием броуновской диффузии или инерционного механизма отделения частиц загрязнителя от газовой фазы на фильтроэлементах в зависимости от скорости фильтрации W. Туманоуловители делят на низкоскоростные (W< 0,15 м/с), в которых преобладает механизм диффузного осаждения капель, и высокоскоростные (W=2…2,5 м/с), где осаждение происходит главным образом под воздействием инерционных сил.

В качестве фильтрующей набивки в таких туманоуловителях используют войлоки из полипропиленовых волокон, которые успешно работают в среде разбавленных и концентрированных кислот и щелочей.

В тех случаях, когда диаметры капель тумана составляют 0,6…0,7 мкм и менее, для достижения приемлемой эффективности очистки приходится увеличивать скорость фильтрации до 4,5…5 м/с, что приводит к заметному брызгоуносу с выходной стороны фильтроэлемента (брызгоунос обычно возникает при скоростях 1,7…2,5 м/с) значительно уменьшить брызгоунос можно применением брызгоуловителей в конструкции туманоуловителя. Для улавливания жидких частиц размером более 5 мкм применяют брызгоуловители из пакетов сеток, где захват частиц жидкости происходит за счет эффектов касания и инерционных сил. Скорость фильтрации в брызгоуловителях не должна превышать 6 м/с.

Схема высокоскоростного туманоуловителя.

1 -брызгоуловитель

2-войлок

3-фильтрующий элемент

Высокоскоростной туманоуловитель с цилиндрическим фильтрующим элементом 3, который представляет собой перфорированный барабан с глухой крышкой. В барабане установлен грубоволокнистый войлок 2 толщиной 3…5 мм. Вокруг барабана по его внешней стороне расположен брызгоуловитель 1, представляющий собой набор перфорированных плоских и гофрированных слоев винипластовых лент. Брызгоуловитель и фильтроэлемент нижней частью установлены в слой жидкости.

Схема фильтрующего элемента низкоскоростного туманоуловителя

1-корпус

2-фланец

3-цилиндры

4-волокнистый фильтроэлемент

5-нижний фланец

6-трубка гидрозатвора

7-стакан

В пространство между цилиндрами 3, изготовленными из сеток,
помещают волокнистый фильтроэлемент 4, который крепится с помощью
фланца 2 к корпусу туманоуловителя 1. Жидкость, осевшая на
фильтроэлементе; стекает на нижний фланец 5 и через трубку
гидрозатвора 6 и стакан 7 сливается из фильтра. Волокнистые
низкоскоростные туманоуловители обеспечивают высокую

эффективность очистки газа (до 0,999) от частиц размером менее 3 мкм и полностью улавливают частицы большого размера. Волокнистые слои формируются из стекловолокна диаметром 7…40 мкм. Толщина слоя составляет 5… 15 см, гидравлическое сопротивление сухих фильтроэлементов – 200… 1000 Па.

Высокоскоростные туманоуловители имеют меньшие размеры и обеспечивают эффективность очистки, равную 0,9… 0,98 при Ар=1500…2000 Па, от тумана с частицами менее 3 мкм.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.

1. Аршинов В. А., Алексеев Г. А. Резание металлов и режущий
   инструмент. Изд. 3-е, перераб. и доп. Учебник для машиностроительных техникумов. М.: Машиностроение, 1976.
2. Барановский Ю. В., Брахман Л. А., Бродский Ц. 3. и др. Ре­
   жимы резания металлов. Справочник. Изд. 3-е, переработанное и дополненное. М.: Машиностроение, 1972.
3. Барсов А. И. Технология инструментального производства.
   Учебник для машиностроительных техникумов. Изд. 4-е, исправленное и дополненное. М.: Машиностроение, 1975.
4. ГОСТ 2848-75. Конусы инструментов. Допуски. Методы и
   средства контроля.
5. ГОСТ 5735-8IE. Развертки машинные, оснащенные пластинами твердого сплава. Технические условия.
6. Грановский Г. И., Грановский В. Г. Резание металлов: Учеб­
   ник для машиностр. и приборостр. спец. вузов. М.: Высш. шк.,
   1985.
7. Иноземцев Г. Г. Проектирование металлорежущих инструментов: Учеб. пособие для втузов по специальности
   «Технология машиностроения, металлорежущие станки и инструменты». М.: Машиностроение, 1984.
8. Нефедов Н. А., Осипов К. А. Сборник задач и примеров по
   резанию металлов и режущему инструменту: Учеб. пособие для
   техникумов по предмету «Основы учения о резании металлов и
   режущий инструмент». 5-е изд., перераб. и доп. М.: Машино­
   строение, 1990.
9. Основы технологии машиностроения. Под ред. B.C. Корсакова. Изд. 3-е, доп. и перераб. Учебник для вузов. М.: Маши­ностроение, 1977.

10. Отраслевая методика по определению экономической эффективности использования новой техники, изобретений и рационализаторских предложений.
11. Сахаров Г. П., Арбузов О. Б., Боровой Ю. Л. и др. Металлорежущие инструменты: Учебник для вузов по специальностям «Технология машиностроения», «Металлорежущие стан­ки и инструменты». М.: Машиностроение, 1989.
12. Справочник технолога-машиностроителя. В двух томах.
    Изд. 3-е переработ. Т. 1. Под ред. А. Г. Косиловой и Р. К. Мещерякова. М.: Машиностроение, 1972.
13. Справочник технолога-машиностроителя. В двух томах.
    Изд. 3-е переработ. Т. 2. Под ред. А. Н. Малова. М.: Машино­
    строение, 1972.
14. Таратынов О. В., Земсков Г. Г., Баранчукова И. М. и др.
    Металлорежущие системы машиностроительных производств:
    Учеб. пособие для студентов технических вузов. М.: Высш.
    шк., 1988.
15. Таратынов О. В., Земсков Г. Г., Тарамыкин Ю. П. и др.
    Проектирование и расчет металлорежущего инструмента на
    ЭВМ:. Учеб. пособие для втузов. М.: Высш. шк., 1991.
16. Турчин А. М., Новицкий П. В., Левшина Е. С. и др. Электрические измерения неэлектрических величин. Изд. 5-е, перераб. и доп. Л.: Энергия, 1975.
17. Худобин Л. В., Гречишников В. А. и др. Руководство к дипломному проектированию по технологи машиностроения, металлорежущим станкам и инструментам: Учеб. пособие для вузов по специальности «Технология машиностроения, метал­лорежущие станки и инструменты». М., Машиностроение, 1986.
18. Юдин Е. Я., Белов С. В., Баланцев С. К. и др. Охрана труда
    в машиностроении: Учебник для машиностроительных вузов.
    М.: Машиностроение, 1983.
19. Методические указания к практическому занятию «Расчет
    механической вентиляции производственных помещений»./ Б.
    С. Иванов, М.: Ротапринт МАСИ (ВТУЗ-ЗИЛ), 1993.
20. Методические указания по дипломному проектированию
    «Нормативно-техническая документация по охране труда и окружающей среды». Часть 1./ Э. П. Пышкина, Л. И. Леонтьева, М.: Ротапринт МГИУ, 1997.
21. Методические указания по лабораторной работе «Изучение
    устройства и порядка использования средств пожаротушеия»./
    Б. С. Иванов, М.: Ротапринт Завода-втуза при ЗИЛе, 1978.
22. А Дубина. «Машиностроительные расчеты в среде Excel 97/2000.» – СПб.: БХВ – Санкт-Петербург, 2000.

ВВЕДЕНИЕ

Возрождение Российской промышленности первейшая задача укрепления экономики страны. Без сильной, конку­рентоспособной промышленности невозможно обеспечить нормальную жизнь страны и народа. Рыночные отношения, самостоятельность заводов, отход от планового хозяйства диктуют производителям выпускать продукцию пользую­щуюся мировым спросом и с минимальными затратами. На инженерно-технический персонал заводов возложены задачи по выпуску данной продукции с минимальными затратами в кратчайшие сроки, с гарантированным качеством.

Этого можно достичь применяя современные техноло­гии обработки деталей, оборудование, материалы, системы автоматизации производства и контроля качества продук­ции. От принятой технологии производства во многом за­висит надежность работы выпускаемых машин, а также экономика их эксплуатации.

Актуальна задача повышения технологического обес­печения качества производимых машин, и в первую очередь их точности. Точность в машиностроении имеет большое значение для повышения эксплуатационного качества ма­шин и для технологии их производства. Повышение точно­сти изготовления заготовок снижает трудоемкость механи­ческой обработки, а повышение точности механической об­работки сокращает трудоемкость сборки в результате устра­нения пригоночных работ и обеспечения взаимозаменяемо­сти деталей изделия.

По сравнению с другими методами получения дета­лей машин обработка резанием обеспечивает наибольшую их точность и наибольшую гибкость производственного про­цесса, создает возможности быстрейшего перехода от обра­ботки заготовок одного размера к обработке заготовок дру­гого размера.

Качество и стойкость инструмента во многом определя­ют производительность и эффективность процесса обработ­ки, а в некоторых случаях и вообще возможность получения деталей требуемых формы, качества и точности. Повышение качества и надежности режущего инструмента способствуют повышению производительности обработки металлов резани­ем.

Развертка – это режущий инструмент, позволяющий полу­чить высокую точность обрабатываемых деталей. Она являет­ся недорогим инструментом, а производительность труда при работе разверткой высока. Поэтому она широко использу­ется при окончательной обработке различных отверстий деталей машин. При современном развитии машинострои­тельной промышленности номенклатура производимых дета­лей огромна и разнообразие отверстий требующих обра­ботки развертками очень велико. Поэтому перед конструк­торами часто стоит задача разработать новую развертку. По­мочь в этом им может пакет прикладных программ на ЭВМ, рассчитывающий геометрию режущего инструмента и выводящий на плоттере рабочий чертеж развертки.

Последовательность проектирования и методы расче­та режущего инструмента основаны как на общих законо­мерностях процесса проектирования, так и на специфических особенностях, характерных для режущего инструмента. Каж­дый вид инструмента имеет конструктивные особенности, ко­торые необходимо учитывать при проектировании.

Специалисты, которым предстоит работать в металло­обрабатывающих отраслях промышленности, должны уметь грамотно проектировать различные конструкции режущих инструментов для современных металлообрабатывающих систем, эффективно используя вычислительную технику (ЭВМ) и достижения в области инструментального производ­ства.

Для сокращения сроков и повышения эффективности проектирования режущего инструмента используются автома­тизированные расчеты на ЭВМ, основой которых является программно-математическое обеспечение.

Создание пакетов прикладных программ для расчета геометрических параметров сложного и особо сложного ре­жущего инструмента на ЭВМ позволяет резко сократить за­траты конструкторского труда и повысить качество проекти­рования режущего инструмента.

1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1.1. УСЛОВИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ РАЗВЕРТКИ И ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ НА ЕЕ ИЗГОТОВЛЕНИЕ.

Развертка – осевой режущий инструмент, применяемый для повышения точности формы и размеров отверстия и снижения шероховатости поверхности. Инструмент предна­значен для предварительной и окончательной обработки отверстий с полями допуска по 6 – 11-му квалитетам и с па­раметром шероховатости поверхности Ra=2,5…0,32 мкм.

Рабочая часть разверток состоит из режущей и калибрую­щих частей. Калибрующая часть развертки состоит из цилин­дрического участка и участка с обратной конусностью. Об­ратная конусность делается для устранения затирания и за­едания развертки, а также для уменьшения разбивки отвер­стия. Зубья, расположенные на режущей части, затачивают на остро, без оставления ленточки; на калибрующей части по задней поверхности вдоль режущей кромки оставляют цилиндрическую ленточку шириной 0,05-0,3 мм для лучшего направления при работе и сохранения диаметра развертки. Для снижения шероховатости поверхности и уменьшения огранки применяют развертки с неравномерным окруж­ным шагом зубьев.

Для уменьшения разбивки обрабатываемого отверстия развертку рекомендуется закреплять в плавающем патроне.

При резании развертка снимает очень маленькие при­пуски: порядка 0,4-0,6 мм. Поэтому сила резания невелика и зубья развертки испытывают весьма малые нагрузки. Тепло­выделения в зоне резания также незначительны. Однако, применять СОЖ необходимо для уменьшения износа режу­щей и калибрующей частей развертки.

Развертки работают с малыми толщинами среза и на от­носительно низких скоростях резания, поэтому они изнаши­ваются в основном по задней поверхности и уголку; захваты­вается при этом и ленточка. Развертка является чистовым (отделочным) инструментом, а потому за критерий ее износа принимается технологический износ. Максимально допустимая величина износа по задней поверхности для разверток из инструментальных сталей h₃ = 0,5-0,8 мм; для разверток с пла­стинками из твердых сплавов h₃ = 0,4-0,7 мм.

При работе изношенной разверткой отверстие может быть меньше или больше номинального размера развертки. Последнее объясняется тем, что зубья развертки изнашивают­ся неравномерно. Мелкая стружка и металлическая пыль, образующиеся при развертывании, заклиниваясь между стен­кой отверстия и изношенным в большей степени зубом, от­жимают развертку на некоторую величину. Противоположный зуб начинает срезать слой большей глубины, увеличивая диа­метр отверстия. Заклиненная мелкая стружка царапает при этом обработанную поверхность, увеличивая ее шерохова­тость.

1.2. ВЫБОР ТИПА И ОРГАНИЗАЦИОННОЙ ФОРМЫ ПРОИЗВОДСТВА РАЗВЕРТОК.

В зависимости от размера производственной програм­мы, характера продукции, а также технических и экономи­ческих условий осуществления производственного процесса все разнообразные производства условно делятся на три ос­новных типа: единичное, серийное и массовое. У каждого из этих типов производственный и технологический процессы имеют свои характерные особенности и каждому из них свой­ственна определенная форма организации работы.

Производство относят к тому или другому типу услов­но, по количеству обрабатываемых в год деталей одного на­именования и типоразмера.

Единичным называют такое производство, при кото­ром изделия изготовляют по одной штуке или по несколько штук. Номенклатура изготовляемых инструментов в единич­ном производстве велика (порядка сотен и несколько тысяч типоразмеров) и разнообразна. Изделия изготовляют по от­дельным заказам потребителей, которые не повторяются во­все или повторяются через неопределенные промежутки вре­мени.

Серийным производством называется такое производст­во, в котором изделия изготовляются партиями регулярно по­вторяющимися через определенные промежутки времени. Се­рийное производство в инструментальной промышленности организуется для изготовления изделий одного вида, на­пример спиральных сверл с цилиндрическим и коническим хвостовиками из быстрорежущей стали и оснащенных пластинками твердого сплава; метчиков машинно-ручных, га­ечных прямых и с изогнутым хвостовиком; круглых пла­шек; фрез цельных дисковых трехсторонних, пазовых, ци­линдрических торцовых и т. д. Для этого выделяются участки в цехе с замкнутым циклом обработки изделий одного вида, либо, в зависимости от программы, производство таких из­делий сосредотачивается в цехе. При этом номенклатура раз­меров изготовляемых изделий данного вида достаточно боль­шая – до 300 типоразмеров.

Массовым называется такое производство на заводе, в цехе, участке с замкнутым циклом обработки, в котором изготовляется изделие одного типоразмера. В этом произ­водстве заготовки от одного рабочего места к другому дви­жутся непрерывно по принципу потока. Поэтому этот тип производства называют поточно-массовым.

Развертка – это осевой инструмент. На участке кроме разверток изготавливают сверла, зенкеры, зенковки, цековки и другой осевой инструмент различных типоразмеров. По данным завода имени Лихачева для выпуска 40000 автомо­билей необходимо 80000 единиц осевого инструмента. Из них на сверла приходится 40% от всего осевого инструмента, на зенкеры – 25%, на развертки – 15%, на прочий осевой ин­струмент (цековки, зенковки и др.) – 20%. Таким образом про­грамма выпуска разверток составляет 12000 штук в год. При работе производства в одну смену тип производства назнача­ем – среднесерийный.

Организовать производство рекомендуется в форме не­прерывного потока. Поточный метод работы обеспечивает значительное сокращение (в десятки раз) цикла производства, межоперационных заделов и незавершенного производства; возможность применения высокопроизводительного обору­дования и резкое снижение трудоемкости и себестоимости изделий; простоту планирования движения заготовок и управления производством; возможность комплексной автоматизации производственных процессов. При поточных методах работы уменьшаются оборотные фонды, а оборачиваемость вложенных в производство средств значительно повышается.

Определим такт выпуска.

Такт выпуска это промежуток времени, через который должны сходить с поточной линии готовые изделия.

T=60 * F_д/N,

где F_д – действительный фонд времени (час) работы одного

станка при односменной работе; N – количество изделий подлежащих изготовлению в год.

F_д=F_н*К,

где F_н – номинальный годовой фонд времени станка при работе в одну смену;

К = 0,98 – коэффициент использования номинального

фонда времени, учитывающий время пребывания

станка в ремонте. F_н = 2070 час при работе в одну смену.

F_д = 2070 * 0,98 = 2030 час.

Отсюда такт поточной линии будет:

t = 60 * 2030 / 80000 = 1 ,52 мин.

Развертки изготавливаются партиями по 100 штук в од­ной партии. Тогда, длительность цикла обработки партии заготовок из 100 штук при такте поточной линии t = 1,52 мин. будет равна

Т_ц=(t*i)+(t*n)=t*(i+n),

где i – число операций в процессе обработки;

n – количество изделий в партии.

Т_ц = 1,52 * (19 + 100) = 180,88 мин.

1.3. АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧНОСТИ КОНСТРУКЦИИ РАЗВЕРТКИ.

Развертка представляет собой тело вращения. Она являет­ся технологичным изделием, так как ее форма позволяет про­изводить обработку на токарных и шлифовальных станках. При изготовлении инструмента не используется ни каких сложных приспособлений для закрепления на станке. В ос­новном используются центра и хомутик, втулки переходные и сменные, призмы, 3-х кулачковые патроны. Только при фрезеровании зубьев используется делительная головка и при фрезеровании лапки на конусе Морзе применяют весьма сложное приспособление.

Изделие имеет достаточно хорошие базовые поверхно­сти. В качестве черновой базы используется цилиндрическая боковая поверхность заготовки, а затем на протяжении всего процесса обработки в качестве базы используется ось центров. Это позволяет исключить во время изготовления инструмента погрешности базирования.

Развертка изготавливается из стали 9ХС с напайными пластинами из твердого сплава ВК6-М. Это облегчает процесс обработки инструмента и позволяет сэкономить дорого­стоящие материалы.

Также имеется возможность применить прогрессив­ные технологические процессы и средства автоматизации производства.

Однако к развертке предъявляются очень высокие тре­бования по точности и качеству обрабатываемых поверхно­стей. Это приводит к необходимости использовать различные типы высокоточного оборудования и контрольно-измерительного инструмента.

1.4. ОБОСНОВАНИЕ И ВЫБОР МЕТОДА ПОЛУЧЕНИЯ ЗАГОТОВКИ

Развертка является телом вращения, поэтому наиболее вы­годно поставлять заготовки в виде круглого прутка. Полу­чать заготовки штамповкой невыгодно, так как для этого необходимы дорогие штампы. В условиях среднесерийного производства оптимальным будет изготовление заготовок прокатом. Прутки изготовляются коваными, горячекатаны­ми, холоднотянутыми (калиброванными) и холоднотянуты­ми шлифованными (серебрянка).

Кованую быстрорежущую сталь, поставляемую диамет­ром 40 – 200 мм, применяют для изготовления режущих инст­рументов больших размеров, например для сверл, концевых фрез диаметром 50 – 80 мм.

Горячекатаную быстрорежущую сталь широко применяют для изготовления режущего инструмента диаметром до 50 мм. Горячекатаную углеродистую конструкционную сталь (например, 40, 45) и углеродистую легированную сталь (например, 20Х, 40Х) применяют для изготовления хвостови­ков режущих инструментов, а также для корпусов сборных фрез, разверток, зенкеров.

Холоднотянутая (калиброванная) сталь и холоднотянутая шлифованная сталь (серебрянка) характеризуется хорошей от­делкой поверхности. Они применяются главным образом при изготовлении режущего и измерительного инструмента на автоматах и полуавтоматах.

Исходя из приведенных выше данных рекомендуется из­готовлять заготовки методом горячего проката, как наи­более экономичным. При этом достигается небольшая стои­мость заготовки и минимальный отход во время механиче­ской обработки.

1.5. ОБОСНОВАНИЕ И ВЫБОР ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ БАЗ ПРИ ОБРАБОТКЕ РАЗВЕРТОК.

Выбор технологических баз – один из ответственных моментов в разработке технологического процесса, так как он предопределяет точность обработки и конструкцию при­способлений. Неправильный выбор баз часто приводит к ус­ложнению конструкций приспособлений, появлению брака и увеличению вспомогательного времени на установку и снятие детали.

Базами называются исходные поверхности линии или точки, определяющие положение заготовки в процессе ее об­работки на станке или готовой детали в собранной машине.

Как правило обработку начинают с той поверхности, которая будет служить установочной базой для дальнейших операций.

На первой операции в качестве установочной базы обыч­но принимают необработанную поверхность – черновую базу.

При выборе установочных и исходных баз руководству­ются принципом совмещения баз. Этот принцип состоит в том, чтобы в качестве технологических баз (исходной, устано­вочной и измерительной) использовать конструкторскую базу.

Часто совмещают все четыре базы: конструкторскую и три технологические, то есть строят операции обработки пол­ностью отвечающие требованиям и принципам совмещения баз.

Базирующие поверхности необходимо выбрать таким образом, чтобы в процессе обработки усилия резания и за­жима заготовки не вызывали недопустимых деформаций дета­ли.

Принятые базы должны обеспечить простую и надеж­ную конструкцию приспособлений с удобной установкой, креплением и снятием детали. Для достижения необходимой точности обработки рекомендуется соблюдать единство баз, то есть выполнение всех операций обработки детали от од­них и тех же баз.

Исходя из вышеизложенного при конструировании развертки за технологическую базу принимают ось центров. При этом соблюдается условие единства баз технологической и измерительной. В качестве черновой базы примем цилин­дрическую боковую поверхность заготовки.

1.6. ОБОСНОВАНИЕ И ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ОСНАСТКИ

Выбор типа станка определяется возможностью обеспе­чить выполнение технологических требований, предъявляемых к обработанной детали в отношении точности ее размеров, формы и чистоты поверхности.

Выбор типа станка производится на основе следующих соображений:

– Соотношение основных размеров станка габаритным раз­мерам обрабатываемой детали или нескольких одновре­менно обрабатываемых деталей;

– Соответствие производительности станка количеству дета­лей, подлежащих обработке в течение года;

– Возможно более полное использование станка по мощности и по времени;

– Наименьшая затрата времени на обработку;

– Наименьшая себестоимость обработки;

– Относительно меньшая отпускная цена станка;

– Реальная возможность приобретения того или другого станка;

Необходимость использования имеющихся станков.

При выборе станка следует учитывать современные дос­тижения станкостроения.

Поэтому решающим фактором при выборе станка являет­ся экономичность процесса обработки.

На основании вышеизложенного выбираем станки:

Операция 10. Токарно – винторезный станок модели 16К20Т1 с набором сменных втулок.

Операция 20. Универсально – фрезерный станок модели 6В61 IP с делительной головкой.

Операция 30. Универсально – фрезерный станок модели 6Н82 с делительной головкой и пневматическим зажимным приспособлением для фрезерования лапок на конусе Морзе.

Операция 40. Круглошлифовальный станок модели 3151.

Операция 50. Универсально-заточной станок модели ЗА64.

1.7. РАСЧЕТ ОПЕРАЦИОННЫХ ПРИПУСКОВ И РАЗМЕРОВ.

Припуск на обработку – слой металла, удаляемый с по­верхности заготовки в процессе ее обработки для обеспечения заданного качества детали.

Промежуточный припуск – слой материала, удаляемый при выполнении отдельного технологического перехода.

Общий припуск – слой материала, необходимый для вы­полнения всей совокупности технологических переходов, то есть всего процесса обработки данной поверхности от черной заготовки до готовой детали.

Рассчитаем операционные припуски и предельные разме­ры на обработку поверхности конуса Морзе.

Поверхность конуса Морзе обрабатывается на первой операции – точение и на четвертой операции – шлифование: предварительное и окончательное. Требование к поверхности по чертежу: шероховатость Ra 0,4.

Минимальный припуск на окончательное шлифование, исходя из требований технологии обработки развертки, со­ставляет 0,15мм.

Минимальный припуск на предварительное шлифование рассчитаем по формуле:

_____________

2Z_{i mim} = 2 * (R_zi-1 +Т_i-1 + √ (_i-1 )² + (E_yi)²)

где R_zi-1 – высота микронеровностей на предшествующем пе­реходе, мкм;

T_i-1 – глубина дефектного поверхностного слоя на пред­шествующем переходе, мкм;

_i-1 – суммарное значение пространственных отклонений на предшествующем переходе, мкм;

E_yi – погрешность установки заготовки при выполняемом переходе, мкм.

R_zi-1 = 30 мкм; Т_i-1 = 30 мкм (табл. 4, стр. 167) [12].

Найдем суммарное значение пространственных отклоне­ний по формуле:

_ост ⁼ К_у * _заг,

где К_у = 0,06 – коэффициент уточнения (табл. 22, стр. 181); – кривизна заготовки, мкм.

_________

_заг=(_к)²+(_ц)²

где _к – величина кривизны (местная или общая), мкм;

р_ц – величина смещения оси заготовки в результате пог­решности

зацентровки, мкм.

_к = _к * L ,

где _к – удельная кривизна, мкм/мм;

L – общая длина заготовки, мм

_____

_ц = 0,25 *  ² + 1 ,

где δ – допуск в мм на диаметр базовой поверхности заготов­ки, использованной при зацентровке. _к = 1 мкм/мм;

L = 235 мм, тогда получим

_к= 1 *235 = 235 мкм.

 = 0,5 мм. Тогда,

_______

_ц = 0,25 * √ 0,5² +1 =280 мкм.

__________

_заг =  235² + 280² = 365 мкм.

_ост = 0,06 * 365 = 22 мкм.

Так как во время всего процесса обработки развертки базовые поверхности остаются постоянными, принимаем E_yi = 0; тогда припуск на предварительное шлифование составит:

2Z_{i min} = 2 * (30 + 30 + 22) = 164 мкм.

Минимальный припуск на точение рассчитывается по той же формуле.

R_zi-1 = 100 мкм; T_i-1 = 100 мкм; _заг = 365 мкм; E_yi = О

2Z_{i min} = 2 * (100 + 100 + 365) = 1300 мкм.

Расчет предельных размеров и припусков сведем в табли­цу 1.7.1.

Табл. 1.7.1.

Максимальный припуск на обработку найдем по формуле:

2Z_{i min}= 2Z_{i min} + δ_i-1 – _i,

где δ_i-1 – допуск по размеру на предшествующем переходе;

_i – допуск по размеру на выполняемом переходе.

Результаты расчетов приведены в таблице 1.7.1.

Так как заготовка получена сортовым прокатом, то диа­метр заготовки должен иметь определенное значение. Ближайшим большим диаметром заготовки является заготовка с диаметром 20 мм. Исходя из этого примем, что минимальный припуск на точении составляет 1,68 мм, а максимальный при­пуск – 0,84 мм.

Определим общие припуски 2Z_o max и 2Z_o min, суммируя промежуточные припуски на обработку:

2Z_omax = 0,84 + 0,68 + 0,41 = 1,91 мм,

2Z_omin = 1,68 + 0,17 + 0,15 = 2 мм.

Проведем проверку правильности расчетов по формуле:

2Z_{i max}-2Z_{i min}=δ_з-δ_д

где δ_з – допуск по размеру на заготовку;

_д – допуск по размеру на деталь.

1,91 -2 = 0-0,07

Условие выполняется, следовательно, припуски рассчитаны верно.

1.8. РАСЧЕТ РЕЖИМОВ РЕЗАНИЯ

Рассчитаем режимы резания на позициях центрования, фрезерования зубьев, фрезерования лапки на конусе Морзе, предварительного шлифования конуса Морзе.

Расчет режимов резания ведем по справочнику «Режимы резания металлов» под редакцией Ю. В. Барановского.

1.8.1. РАСЧЕТ РЕЖИМОВ РЕЗАНИЯ ПРИ ЦЕНТРОВКИ РАЗВЕРТКИ.

Для центрования отверстий скорости резания назначаем по таблице для сверления по наибольшему диаметру фаски центровочного отверстия.

1. Расчет длины рабочего хода:

L_p.x. ⁼ L_peз. + y,

где L_рез. – длина резания, мм;

у – длина подвода, врезания и перебега инструмента, мм.

L_p.x. = 5,5 + 5 = 10,5 мм.

2. Назначение подачи на оборот шпинделя станка So в мм/об. Рекомендуемая подача на один оборот шпинделя станка для сталей с НВ > 270 при L_рез./d < 3

So = 0,08 * 0,8 = 0,064 мм/об, (стр. 111)

По паспорту станка принимаем S_o = 0,054 мм/об.

3. Определение стойкости инструмента по нормативам Т_р в минутах резания (стр. 114):

Т_р=Т_м * λ,

где Т_м – стойкость в минутах машинной работы станка;

λ – коэффициент времени резания инструмента.

λ = L_рез./ L_p.x. = 5,5/10,5 = 0,52,

λ < 0,7 следовательно, его необходимо учитывать, Т_м = 20 мин.

Т_Р = 20*0,52 = 10,4 мин.

4. Расчет скорости резания в м/мин и числа оборотов шпин­деля в минуту.

По нормативам при S_o = 0,054 мм/об (карта С-4, стр. 115-123) значение V_табл = 26 м/ мин.

V = V_табл * К1 * К2 * КЗ,

где К1 – коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала;

К2 – коэффициент, зависящий от стойкости инструмента;

КЗ – коэффициент, зависящий от отношения длины реза­ния к диаметру. К1 =0,9;К2 = 1,5;КЗ = 1,0.

V = 26 * 0,9 * 1,5 * 1,0 = 31,5 м/мин.

Число оборотов шпинделя по расчетной скорости резания:

n= 1000 *V/(3,14*D)== 1000* 31,5/(3,14* 5,3) = 1893 об/мин.

По паспорту станка принимаем 2000 об/мин.

Уточняем скорость резания по принятому числу оборотов:

V = 3,14 * D * n / 1000 = 3,14 * 5,3 * 2000 / 1000 = 33,3 м/мин.

5. Определим минутную подачу:

V_s = n * S_o = 2000 * 0,054 = 108 м/ мин.

6. Расчет мощности резания (стр. 126):

N_рез = N_табл *К_N* n / 1000,

где N_табл – табличное значение мощности, кВт;

К_n – коэффициент, зависящий от обрабатываемого мате­риала.

N_табл = 0,06 кВт; К_n = 1,45.

N_рез = 0,06 * 1,45 * 2000 / 1000 = 0,174 кВт.

7. Определим мощность на шпинделе станка и проверим,
подходит ли по мощности двигатель станка:

N_шп = N_д * 

где  – КПД станка;

N_д – мощность двигателя станка, кВт.

N_шп = 2,8 * 0,8 = 2,24 кВт. N_шп>М_рез(2,24>0,124)

Двигатель по мощности подходит.

8. Найдем машинное время:

Т_о = L_p.x. / V_s = 10,5 / 108 = 0,097 мин.

1.8.2. РАСЧЕТ РЕЖИМОВ РЕЗАНИЯ ПРИ ФРЕЗЕРОВАНИИ ЗУБЬЕВ.

1. Устанавливаем глубину резания. Припуск снимаем за один
   рабочий ход, следовательно, t = h = 3,5 мм.
2. Назначаем подачу на зуб фрезы (карта Ф-2, стр. 86). Для t
   до 6 мм и обработки стали S_z = 0,04…0,08 мм/зуб. Принимаем
   S_z = 0,06 мм/зуб.
3. Назначаем период стойкости фрезы (карта Ф-3, стр. 87).
   Для угловой фрезы из стали Р6М5 диаметром D = 100 мм рекомендуется период стойкости Т = 170 мин.
4. Определяем скорость главного движения резания, допус-­
   каемую режущими свойствами фрезы (карта Ф-4, стр. 99). Для
   b = 6 мм, t = 3,5 мм, Т = 170 мин. и S_z = 0,06 мм/зуб V_табл.=30
   м/мин. Поправочные коэффициенты на скорость равны К1=1,5; К2 = 0,9; КЗ = 0,9. Тогда скорость резания равна

V = V_табл. * К1 * К2 * КЗ = 30 * 1,5 * 0,9 * 0,9 = = 36 м/мин.

5. Частота вращения шпинделя, соответствующая найденной
скорости главного движения резания:

n = 1000 * V / (3,14 * D) = 1000 * 36 / (3,14 * 100) =115 мин^-1

Корректируем частоту вращения шпинделя по станку и устанавливаем действительную частоту вращения: n_д = 100мин^-1

6. Действительная скорость главного движения резания

V_д = 3,14 * D * n_д / 1000 = 3,14 * 100 * 100 / 1000 = = 31,4 м/мин.

7. Определяем скорость движения подачи:

V_s = S_z * Z * n_д = 0,06 * 18 * 100 = 108 мм/мин.

Корректируем эту величину по данным станка и устанав­ливаем действительную скорость движения подачи Vs = 100 мм/мин.

8. Определяем мощность, затрачиваемую на резание (карта Ф-5, стр. 102).

Для S_z=0,06 мм/зуб, b=6 мм, t=3,5 мм, D=100 мм, Z=18, V_д=31,4м/мин получим Е = 0,11, К1 = 1,6, К2 = 0,55

Npe = Е * Уд * b * Z * К1 * К2 /1000 = 0,11 * 31,4 * 6 * 18 * 1,6 * 0,55/1000= =0,33 кВт.

9. Проверяем, достаточна ли мощность привода станка:

N_шп = М_д * л = 1 * 0>8 = 0,8 кВт.

N_шп>N_рез(0,8>0,33)

Двигатель по мощности подходит.

10. Найдем основное время:

Т_о ⁼ L_p.x. / Vs

L_p.x. = 1 + у + 

Врезание при фрезеровании угловой фрезой

________ _____________

у = √ t * (D -1) = 3,5 * (100 – 3,5) = 18 мм

 = 0

L_p.x. = 145+ 18 = 163мм.

Т_о= 163/108 = 1.51 мин.

Для шести канавок

Т_о = 6 * 1,51 =9,06 мин.

1.8.3. РАСЧЕТ РЕЖИМОВ РЕЗАНИЯ ПРИ ФРЕЗЕРОВАНИИ ЛАПКИ НА КОНУСЕ МОРЗЕ.

1. Устанавливаем глубину резания. Припуск снимаем за один
   рабочий ход, следовательно, t = h = 16 мм.
2. Назначаем подачу на зуб фрезы (карта Ф-2, стр. 86). Для t
   до 6 мм и обработки стали S_z=0,03…0,06мм/зуб. Принимаем
   S_z = 0,06 мм/зуб.
3. Назначаем период стойкости фрезы (карта Ф-3, стр. 87).
   Для радиусной фрезы из стали Р6М5 диаметром D = 100 мм рекомендуется период стойкости Т = 100 мин.
4. Определяем скорость главного движения резания, допускаемую режущими свойствами фрезы (карта Ф-4, стр. 99). Для
   b = 6 мм, t = 3,5 мм, Т = 170 мин. и S_z = 0,06 мм/зуб Vтабл. = 37м/мин. Поправочные коэффициенты на скорость равны К1=1,05; К2 = 0,9; КЗ = 1,0. Тогда скорость резания равна

V = V_табл. * К1 * К2 * КЗ = 37 * 1,05 * 0,9 * 1,0 =35 м/мин.

5. Частота вращения шпинделя, соответствующая найденной
   скорости главного движения резания:

n = 1000 * V / (3,14 * D)=1000 * 35 / (3,14 * 100)=112мин^–l

Корректируем частоту вращения шпинделя по станку и устанавливаем действительную частоту вращения: n_д=100мин^-1

6. Действительная скорость главного движения резания

V_д = 3,14 * D * п_д /1000 = 3,14 * 100 * 100 /1000=31,4 м/мин.

7. Определяем скорость движения подачи

V_s = S_z * Z * п_д = 0,06 * 18 * 100 = 108 мм/мин.

Корректируем эту величину по данным станка и устанав­ливаем действительную скорость движения подачи V_s= 100 мм/мин.

8. Определяем мощность, затрачиваемую на резание (карта
Ф-5, стр. 102). Для S_z = 0,06 мм/зуб, b = 3,85 мм, t = 16 мм, D =
100 мм, Z = 18, V_д = 31,4 м/мин получим Е = 0,35, К1=1,6; К2=0,7

N_peз = 2 * Е * V_д * b * Z * K1 * К2 / 1000 =

= 2 * 0,35 * 31,4 * 3,85 * 18 * 1,6 * 0,7 / 1000 = 1,7 кВт.

9. Проверяем, достаточна ли мощность привода станка:

N_шп = N_д *  = 2,8 * 0.8 = 2,24 кВт.

N_шп > N_рез(2,24 > 1,7)

Двигатель по мощности подходит.

10. Найдем основное время:

Т_о = L_р.х. / V_s

L_р.х. = l + у + 

Врезание при фрезеровании радиусной фрезой

______ ____________

y=√t*(D-t) = l6* (100 – 16) = 37мм

 = 1…5 мм; принимаем  = 4 мм.

L_p.x. = 14 + 37 + 4 = 55мм.

Т_о = 55/108 = 0,51 мин.

1.8.4. РАСЧЕТ РЕЖИМОВ РЕЗАНИЯ ПРИ ШЛИФОВКИ КОНУСА МОРЗЕ.

Расчет ведем по Справочнику технолога – машинострои­теля Т. 2/В. Н. Гриднев, В. В. Досчатов, В. С. Замалин и др./Под ред. А. Н. Малова. Изд. 3-е. М.: Машиностроение, 1972.

1. Скорость главного движения резания (шлифовального круга) V=30… 35 м/с;

V = 3,14*D_к*n_к/(1000*60);

По паспортным данным станка 3151 у нового круга D_k=200 мм; n_к=3000 мин^-1.

Тогда

V = 3,14 * 200 * 3000 / (1000 * 60) = 31,4 м/с,

то есть в пределах рекомендуемого диапазона.

2. Скорость движения окружной подачи v_sokp=25..35 м/мин
   (табл. 69, стр. 465). Принимаем среднее значение 30 м/мин.

2. Определяем частоту вращения заготовки, соответствую-­
   щую принятой скорости движения окружной подачи:

n_з = 1000 * V_sokp / (3,14 * d_з) = 1000 * 30 / (3,14 * 18) = 530 мин^-1.

где d_з – диаметр заготовки.

Найденное значение n_з = 530 мин^-1 не может быть уста­новлено на станке 3151, имеющем бесступенчатое регулирова­ние частоты вращения заготовки в пределах 40 – 400 мин^-1, поэтому принимаем максимально возможное значение 400 мин^-1.

4. Поперечная подача круга S_x = 0.005…0,015 мм/ход стола;
   учитывая высокие требования, предъявляемые к точности об­
   работки и шероховатости поверхности Ra = 0,4 мкм, принима­ем S_x=0,005мм/ход. Так как на станке 3151 поперечные подачи регулируются бесступенчато в пределах 0,002-0,1мм/ход, то принимаем Sx = 0,005м/ход.
5. Определяем продольную подачу на оборот заготовки:

S_o = s_д * В_к

где В_к – ширина шлифовального круга.

Для окончательного шлифования в справочнике рекомен­дуется s_д=0,2…0,4; принимаем s_д = 0,3. Тогда

S_o = 0,3 * 20 = 6 мм/об

6. Определяем скорость движения продольной подачи (скорость продольного хода стола)

V_s npод = So * n_з / 1000 = 6* 400 / 1000 = 2,4 м/мин.

На используемом станке предусмотрено бесступенчатое регулирование скорости продольного хода стола в пределах 0,05…5м/мин, поэтому принимаем V_s прод = 2,4 м/мин.

7. Определяем мощность, затрачиваемую на резание:

N_peз = C_N * (V_soкp^r) * (S_x^х) * (S_о^У) * (d_з^q)

где c_n, r, x, y, q – коэффициент и показатели степени (табл. 70, стр. 468). С_n=2,65; r = 0,5; х = 0,5; у = 0,55; q = 0. Тогда

К_рез = 2,65 * (30^0,5) * (0,005^0,5) * (6^0,55) =2,65 * 5,48 * 0,07 * 2,68 = 2,72кВт.

8. Проверяем, достаточна ли мощность двигателя шлифовальной бабки:

N_шп = N_д *  = 5,5 * 0,8 = 4,4 кВт.

N_шп > N_peз (4,4 > 2,72),

то есть обработка возможна.

9. Основное время

Т_о = L * h * К / (n_з * S_o * S_x),

где L – длина хода стола; при перебеге круга на каждую сторо­ну, равном

0,5 Вк, L = 64 мм;

h = 0,075 – припуск на сторону, мм;

К= 1,4- коэффициент точности, учитывающий время на «выхаживание».

Т_о = 64 * 0,075 * 1,4 / (400 * б * 0,005) = 0,56 мин.

1.8.5. РАСЧЕТ РЕЖИМОВ РЕЗАНИЯ ПРИ ШЛИФОВАНИИ РЕЖУЩЕЙ ЧАСТИ

1. Скорость главного движения резания (шлиф овального круга)

V = 30… 35 м/с;

V = 3,14 *D_к*n_к/ (1000* 60)

По паспортным данным станка 3151 у нового круга D_k=200 мм; n_к=3000мин^-1.

Тогда

V = 3,14 * 200 * 3000 / (1000 * 60) = 31,4 м/с,

то есть в пределах рекомендуемого диапазона.

2. Скорость движения окружной подачи V_s okp=20..30м/мин (табл. 69, стр. 465). Принимаем среднее значение 25 м/мин.
3. Определяем частоту вращения заготовки, соответствующую принятой скорости движения окружной подачи:

n_з = 1000 * V_s okp / (3,14 * d_з) = 1000 * 25 / (3,14 * 16) = 498 мин^-1.

где d_з– диаметр заготовки.

Найденное значение n_з = 498 мин^-1 не может быть уста­новлено на станке 3151, имеющем бесступенчатое регулирова­ние частоты вращения заготовки в пределах 40 – 400 мин^-1, поэтому принимаем максимально возможное значение 400 мин^-1.

4. Поперечная подача, круга S_x = 0,0075. ..0,01 мм/ход стола; учитывая высокие требования, предъявляемые к точности об­работки и шероховатости поверхности Ra = 0,1 мкм, принима­ем S_x=0,0075 мм/ход. Так как на станке 3151 поперечные подачи регулируются бесступенчато в пределах 0,002 – 0,1 мм/ход,

то принимаем Sx = 0,0075 мм/ход.

5. Определяем продольную подачу на оборот заготовки:

S_о = s_д*В_к

где В_к – ширина шлифовального круга.

Для окончательного шлифования в справочнике рекомен­дуется s_д=0,3…0,5; принимаем s_д = 0,4. Тогда

S_o = 0,4 * 24 = 9,6 мм/об

6. Определяем скорость движения продольной подачи
(скорость продольного хода стола)

V_s прод = S_o * n_з / 1000 = 9,6 * 400 / 1000 = 3,84 м/мин.

На используемом станке предусмотрено бесступенчатое регулирование скорости продольного хода стола в пределах 0,05…5 м/мин, поэтому принимаем V_s прод = 3,84 м/мин.

7. Определяем мощность, затрачиваемую на резание:

N_peз = C_N * (V_sокр^r) * (S_x^x) * (S_o^y) * (d_з^q)

где С_n, г, x, y, q – коэффициент и показатели степени (табл. 70, стр. 468).

С_n = 2,65; г = 0,5; х = 0,5; у = 0,55; q = 0. Тогда

N_рез = 2,65 * (25^0,5) * (0,0075^0,5) * (9,6^0,5) =2,65 * 5 * 0,087 * 3,47 = 4,0 кВт.

8. Проверяем, достаточна ли мощность двигателя шлифовальной бабки:

N_шп = N_д *  = 5,5 * 0,8 = 4,4 кВт

N_шп > N_рез (4,4 > 4,0),

то есть обработка возможна.

Основное время

Т_о = L * h * K / (n_з * S_о * S_x)

где L – длина хода стола; при перебеге круга на каждую сторо­ну, равном

0,5 В_к, L = 22 мм;

h = 0,08 – припуск на сторону, мм;

К = 1,4 – коэффициент точности, учитывающий время на

«выхаживание».

Т_о = 22 * 0,08 * 1,4 / (400 * 9,6 * 0,0075) = 0,26 мин.

Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter