Поз.

Назва операіції

Т_шт.к.хв.

С_р

С_пр

η_з.ф.

О

010

Токарна

0,561

0,042

1

0,042

20,24

015

Токарна

0,561

0,042

1

0,042

20,24

020

Токарна з ЧПУ

1,15

0,09

1

0,09

9,44

025

Токарна з ЧПУ

1,056

0,082

1

0,082

10,37

030

Токарна

1,031

0,078

1

0,078

10,9

045

Фрезерна

2,12

0,16

1

0,16

5,31

055

Фрезерна

2,18

0,17

1

0,17

5

090

Круглошліфувальна

0,125

0,01

1

0,01

85

095

Круглошліфувальна

0,231

0,017

1

0,017

50

100

Круглошліфувальна

0,353

0,027

1

0,027

31,48

ΣС_пр =10

ΣО=247,98

Квалітет точності

Кількість поверхонь

14

12

12

1

11

5

7

3

6

3

Матеріал

Марка

С

Mn

Cr

Р

S

Si

Використаний

40Х

0,4

0,5...0,8

0,01

0,045

0,055

0,15-0,35

Замінник

45Х

0,45

0,5...0,8

0,01

0,045

0,055

0,15-0,35

Матеріал

Матеріал

s_т,МПа

s_вр,МПа

s_з,%

y,%

r,Дж/см²

НВ

Використаний

40Х

550

780

12

12

7850

288

Замінник

45Х

36

61

16

8

7850

197

Найменування показників

Варіант 1

Варіант 2

Вид заготовки

Прокат

Штамповка

Клас точності

4

2

Група важкості

2

Маса заготовки, кг

0,22

0,2

Вартість 1т заготовки, грн.

1180

3150

Вартість 1т стружки, грн.

300

300

Схема базування

Базування

Операція

Встановлення на

зовнішню поверхню

і торець (3-х кулачковий патрон).

Токарна:

- підрізання торця 1

Схема базування

Базування

Операція

Встановлення на

зовнішню поверхню

і торець (3-х кулачковий патрон).

Токарна:

- підрізання торця 2

- центрування торця 3

Встановлення на

зовнішню поверхню

і торець (3-х кулачковий патрон).

Токарна з ЧПУ:

- точіння поверхні 4

- точіння канавок 5, 6, 7, 8, 9

Встановлення на

зовнішню поверхню

і торець (3-х кулачковий патрон).

Токарна з ЧПУ:

- центрування торцю 10

- точіння поверхні 11

Встановлення на

зовнішню поверхню

і торець (3-х кулачковий патрон).

Токарна:

- нарізання різьби 12

Встановлення у спеціальному пристрої на зовнішню поверхню і торець.

Фрезерна:

- фрезерування двох лисок

Встановлення у цанговому патроні на зовнішню поверхню і торець.

Фрезерна:

- фрезерування пазу 14

Встановлення у центрах.

Круглошліфу-

вальна:

- шліфування поверхні 15

Встановлення у центрах.

Круглошліфу-

вальна:

- шліфування поверхні 16

Встановлення у центрах.

Круглошліфу-

вальна:

- шліфування поверхні 17

Поз.

Вид поверхні

Квалітет

точності по

ГОСТ 2530-82

Шорсткість по

ГОСТ 2789-73,

Ra

Варіанти

1

2

1

Торець прутка

14

6,3

Відрізання

Відрізання

2

Центрувальний отвір

7

6,3

Центрування

Поз.

Найменування операції

Призначення та характеристика

1

Заготовча

Отримання заготовок відрізанням з гарячекатаного прокату.

2

Токарна з ЧПУ

Точність обробки 14...6 квалітет, шорсткість Ra0,4...6,3.

3

Контрольна

Контроль розмірів заготовки

4

Фрезерна

Точність обробки 14...7 квалітети, шорсткість Ra1,6...6,3

5

Слюсарна

Зняти зазубрини, приточити гострі кромки

6

Фрезерна

Точність обробки 14...7 квалітети, шорсткість Ra1,6...6,3

Користуємось загальним планом обробки деталі „Шпиндель” та отриманим варіантом МОП, який забезпечує найкоротший шлях до досягнення кінцевої цілі розробляємо маршрут обробки, який заносимо у маршрутну карту обробки. Так як в теперішній час у дрібносерійному виробництві широко використовують верстати з ЧПУ, які за рахунок концентрації переходів дозволяють зменшити число операцій трудоємкість обробки, збільшити точність відносного положення поверхонь деталі, збільшити продуктивність праці, зменшити виробничий цикл, зменшити потрібність у виробничих площах, потребу у висококваліфікованих працівниках. Переводимо більшу частину операцій механічної обробки на верстати з ЧПУ.

Для деталі „Шпиндель” вибираємо наступний маршрут механічної обробки по операціям:

• Токарна

• Токарна

• Токарна з ЧПУ

• Токарна з ЧПУ

• Токарна

• Фрезерна

• Фрезерна

• Круглошліфувальна

• Круглошліфувальна

• Круглошліфувальна

Даний технологічний процес механічної обробки деталі характеризується наступними параметрами:

1) Дрібносерійним типом виробництва Кз.о. = 24,79

2) Річна програма N = 15000 шт.

3) Застосування універсального обладнання.

В спроектованому технологічному процесі виготовлення деталі використовуються токарно-гвинторізні, горизонтально-фрезерні універсальні верстати. Крім цього, в новому технологічному процесі застосовано токарні верстати з ЧПК моделі 16Б16Т1, який дозволяє виконувати точіння різних контурів зовнішньої і внутрішньої поверхні валу, нарізання різьби в різних отворах деталі.

2.2.4 Вибір оснащення технологічного процесу

При виборі інструменту керуємося загальним направленням у машинобудуванні – забезпечити отримання найбільш продуктивним та дешевим інструментом якісних виробів.

Для обробки деталі використовується ріжучий інструмент, оснащений пластинами з твердого сплаву та зі швидко ріжучої сталі.

У таблицю заносимо весь інструмент, який використовуємо.

Таблиця 2.5 – Вибір ріжучого інструменту.

Згідно ГОСТ 14404-73 вибір групи обладнання проводимо назначенням методів обробки поверхонь, які забезпечують виконання технічних вимог до обробляємих поверхонь, враховуючи при цьому дрібносерійний характер виробництва.

Проводимо вибір конкретних моделей верстатів та дані заносимо у таблицю.

Таблиця 2.6– Вибір моделей верстатів.

2.3 Вибір методів контролю та вимірювальних інструментів

У кожної оброблюваної поверхні повинні бути:

1. виміряні всі або найбільш відповідальні розміри;

2. перевірена шорсткість;

3. визначені відхилення форми та розміщення поверхонь.

Це основне призначення контрольно-вимірювальних засобів виробництва. Вимірюванню та контролю приділяється велика увага, як основному показникові якості виробництва.

Вимірювання - це процес знаходження числового значення величини, що перевіряється, з допомогою спеціальних технічних засобів, що виражаються у відповідних одиницях вимірювання. (Це вимірювання штангенциркулем, лінійкою, мікрометром і т. д.). Які саме розміри чи характеристики геометричної точності обробленої деталі слід вимірювати визначаються технологом, який розробляє даний процес. Вказівки про це заносяться до карти технологічного процесу та в карту технічного контролю деталі.

Але частіше на виробництві мають справу з контролем. Контроль – це встановлення пригожості деталі, тобто визначається в установлених границях. (Це контроль деталей калібрами, плитками шорсткості і т.д.).

Метрологія встановлює такі методи вимірювання:

1 група: пряме та непряме:

• пряме – коли значення, що знаходимо, знаходять безпосередньо з процесу вимірювання шляхом зчитування результатів зі шкали вимірювального інструменту. До такого методу відносяться вимірювання лінійних розмірів штангенциркулем та вимірювання кутів кутоміром:

• непряме – коли величина, що перевіряється, не вимірюється безпосередньо вимірювальним засобом, а визначається шляхом прямого вимірювання іншої величини, що зв’язана з першою величиною у відповідній залежності. Так вимірюється конусність К=(Д₁-Д₂)/л; вимірювання середнього діаметра різьби за допомогою метода 3-х проволочок, т.д.

2 група: абсолютний та відносний:

• Абсолютний – коли значення вимірювальної величини можна побачити на шкалі вимірювального інструменту (штангенциркуль, мікрометр і т.д.).

• Відносний – коли величина, що вимірюється порівнюється з відомим значенням міри чи еталону. Налагодження індикатора на розмір, плитки шорсткості і т.д.

Також існують два методи контролю, що становлять:

3 групу: диференційований (поелементний) та комплексний:

• диференційований або поелементний – це незалежне вимірювання кожного параметру деталі окремо. Це вимірювання тільки кута профілю різьби, тільки кроку різьби, тільки ширини шліца і т.д.

• комплексний – коли придатність деталі оцінюється по сумарній похибці кількох взаємозв’язаних параметрів (контроль різьбових деталей різьбовими калібрами, контроль кінематичної похибки зубчатого колеса і т.д.).

В машинобудуванні існує цілий ряд різних вимірювальних засобів. Їх вибирають в залежності від:

1. прийнятому методу вимірювання чи контролю;

2. допустимим похибкам вимірювання;

3. об’єму та типу виробництва;

вимогам економічної доцільності.

Таблиця 2.7 – Використовуємий вимірювальний інструмент.

166-89

Диференці-

йований

Комплекс-

ний

8,5js14; 24,4;

9,7h14; 6,7h14; Ø11,5h14; Ø10h14;

16js12; 0,2×45º; 1,6×45º; 0,6×45º

Ø9,5h11

Ø11,3h11

11h11

1,2h14; 1,6h14

3d6

8js14

13h7

Відсутність гострих кромок та зазубрин

Вимога симетричності

Ø7h6

Ø10h6

Ø12h7

24,5h11

53h11

Некруглість R0,003; R0,0025

ШЦII – 160 – 0,05

Скоба 81.13.045.0000

Скоба 81.13.046.0000

Калібр 86.19.007.0000

Міри довжини кінцеві

Калібр 86.21.033.0000

Штангенциркуль

ШЦI – 125 – 0,1

Калібр 81.31.032.0000

Візуально

ПСБ 88.60.003

Індикатор ИЧ-10

Скоба 81.18.038.0000

Скоба 81.18.039.0000

Скоба 81.31.034.0000

Скоба 86.19.006.0000

Штангенциркуль

ШЦI – 125 – 0,1

Скоба СРП25Т92-034-227-87

ПСБ 88.60.035.0000

Індикатор ТМШ-1

166-89

9038-90

166-89

577-68

166-89

9096-82

Комплекс-

ний

Комплексний

Комплексний

Диференці-

йований

Комплексний

Комплексний

Комплексний

Контрольні розміри

Вимірювальний інструмент

ГОСТ

Методи контролю

Відхилення від допусків

Відповідність чистоти

Візуально, зразки цехові

Диференці-

йований

Технологічні

переходи

Елементи припусків, мкм

Розрахунковий

припуск 2z_min

Допуск,

мкм

Граничний

розмір, мкм

Граничні

значення припусків

Rz

T

r

e

d_min

d_max

2z_min

2z_max

Заготовка

Точіння чорнове

Точіння чистове

Шліфування попереднє

Шліфування кінцеве

150

Сумарне значення просторових відхилень для заготовки даного типу:

при

де d - допуск на розмір ділянки валу.

Залишкове просторове відхилення при чорновому точінні:

При чистовому точінні:

При попередньому шліфуванні:

На основі записаних у таблицю даних проводимо розрахунок мінімальних значень міжопераційних припусків по формулі:

Мінімальний припуск під точіння:

Чорнове

чистове

Мінімальний припуск під шліфування:

попереднє

кінцеве

Значення допусків кожного переходу приймаємо у відповідності з квалітетам точності того чи іншого виду обробки.

Допуск: заготовки s = 1100мкм;

точіння

чорнове s = 430мкм;

чистове s = 110мкм;

шліфування

попереднє s = 43мкм;

кінцеве s = 18мкм.

Найбільше значення (d_max) отримуємо по розрахунковим розмірам, округленим до точності допуску відповідного переходу.

d_max4=12мм

d_max3=12,133мм

d_max2=12,44мм

d_max1=13,034мм

d_maxзаг=15,524мм

Найменші граничні розміри (d_min) визначаємо з найбільших граничних розмірів відніманням допусків відповідних переходів.

d_min4=12-0,018=11,982мм

d_min3=12,133-0,043=12,09мм

d_min2=12,44-0,11=12,33мм

d_min1=13,034-0,43=12,604мм

d_minзаг=15,524-1,1=15,424мм

Результати розрахунку заносимо у таблицю.

Максимальні граничні значення припусків 2Z_max рівні різниці найбільших граничних розмірів по формулі:

Під кінцеве шліфування:

Під попереднє шліфування:

Під чистове точіння:

Під чорнове точіння:

Мінімальні граничні значення припусків 2Z_min рівні різниці найменших граничних розмірів визначаємо по формулі:

Під кінцеве шліфування:

Під попереднє шліфування:

Під чистове точіння:

Під чорнове точіння:

Виконуємо перевірку правильності виконаних розмірів:

Розрахунки виконані вірно.

Рисунок 2.2 - Графічне розташування припусків та допусків на обробку вала Ø12h7.

Таблиця 2.9 – Міжопераційні припуски на інщі поверхні.

2.5 Визначення режимів різання

Розробка технологічного процесу механічної обробки заготовки звичайно завершається встановленням технологічних норм часу для кожної операції.

Для того, щоб добитися оптимальних норм часу на операцію, необхідно в повній мірі використовувати ріжучі властивості інструмента та виробничі можливості технологічного обладнання.

При виборі режимів різання необхідно притримуватися певного порядку, тобто при назначені та розрахунку режиму обробки враховуються тип та розміри ріжучого інструменту, матеріал його ріжучої частини, матеріал та стан заготовки, тип обладнання, його стан.

Елементи режимів різання знаходяться у взаємній функціональній залежності, що встановлюється емпіричними формулами.

Розраховуємо аналітичним методом режими різання на програмно-комбіновану операцію.

Приймаємо токарно-гвинторізний верстат моделі 16Б16Т1 з програмним управлінням.

Потужність електродвигуна N=7,2 кВт.

Операція: чорнове точіння.

Вибираємо ріжучий інструмент: різець прохідний, матеріал ріжучої частини різця твердий сплав Т15К6.

Геометричні параметри різця:

Передній кут γ=10°

Задній кут ά=10°

Головний кут в плані φ=90°

Допоміжний кут в плані φ₁=25°

Кут нахилу ріжучої кромки λ=0

Визначаємо режими різання:

1. Глибина різання:

t=D-d/2=20-10=10мм

2. Подача:

S₀=0,4мм/об (1. табл.5 с.266)

3. Швидкість різання визначаємо за формулою:

де С_v=350

y=0,35

x=0,15

m=0,20

Т=60 хв. – стійкість інструмента

- загальний поправочний коефіцієнт на швидкість різання; (табл. 17)

- коефіцієнт на оброблюваний матеріал;

К_uv=1,0 – коефіцієнт на інструментальний матеріал;

К_nv=0,9 – коефіцієнт, що враховує стан поверхні заготовки;

К_Tv=1,0 – коефіцієнт, що враховує кількість одночасно працюючого інструменту;

K_Tc=1,0 – коефіцієнт, що враховує кількість обслуговуємих верстатів;

К_φv=1,0 – коефіцієнт, що залежить від головного кута в плані;

К_r=1,0 – коефіцієнт, що враховує вплив параметрів різця на силу різання;

4. Частота обертання шпинделя:

5. Корекційна швидкість різання:

6. Сила різання:

де С_р=300

x=1,0

y=0,75

n=0

- поправочний коефіцієнт (табл.22 с.273)

-

коефіцієнт, що враховує вплив якості обробляємого матеріалу на силові залежності.

К_φр=0,89 – коефіцієнт, що враховує вплив геометричних параметрів ріжучої частини інструмента на складові сили різання.

К_λР=1,0 – коефіцієнт, що враховує вплив геометричних параметрів ріжучої частини інструмента на складові сили різання.

К_γР=1,0 – коефіцієнт, що враховує вплив геометричних параметрів ріжучої частини інструмента на складові сили різання.

К_rP=1,0 – коефіцієнт, що враховує вплив геометричних параметрів ріжучої частини інструмента на складові сили різання.

7. Потужність різання:

Обробка деталі на даному верстаті з даними режимами різання можлива і виконується за 4 проходи.

8. Основний час:

де L – довжина переміщення різця у напрямку подачі

l – довжина поверхні деталі, яка обробляється за напрямком подачі;

l₁ – величина врізання інструмента;

l₂ – перебіг різця

Операція: чистове точіння.

Вибираємо ріжучий інструмент: різець прохідний, матеріал ріжучої частини різця твердий сплав Т15К6.

Геометричні параметри різця:

Передній кут γ=10°

Задній кут ά=15°

Головний кут в плані φ=90°

Допоміжний кут в плані φ₁=15°

Кут нахилу ріжучої кромки λ=0

Визначаємо режими різання:

5. Глибина різання:

t=D-d/2=1мм

6. Подача:

S₀=0,4мм/об

7. Швидкість різання визначаємо за формулою:

де С_v=350

y=0,35

x=0,15

m=0,20

Т=60 хв. – стійкість інструмента

- загальний поправочний коефіцієнт на швидкість різання; (табл. 17)

- коефіцієнт на оброблюваний матеріал;

К_uv=1,0 – коефіцієнт на інструментальний матеріал;

К_nv=1 – коефіцієнт, що враховує стан поверхні заготовки;

К_Tv=1,0 – коефіцієнт, що враховує кількість одночасно працюючого інструменту;

K_Tc=1,0 – коефіцієнт, що враховує кількість верстатів, що обслуговувається;

К_φv=1,0 – коефіцієнт, що залежить від головного кута в плані;

К_r=1,0 – коефіцієнт, що враховує вплив параметрів різця на силу різання;

8. Частота обертання шпинделя:

4. Корекційна швидкість різання:

6. Сила різання:

де С_р=300

x=1,0

y=0,75

n=0

- поправочний коефіцієнт (табл.22 с.273)

- коефіцієнт, що враховує вплив якості обробляємого матеріалу на силові залежності.

К_φр=0,89 – коефіцієнт, що враховує вплив геометричних параметрів ріжучої частини інструмента на складові сили різання.

К_λР=1,0 – коефіцієнт, що враховує вплив геометричних параметрів ріжучої частини інструмента на складові сили різання.

К_γР=1,0 – коефіцієнт, що враховує вплив геометричних параметрів ріжучої частини інструмента на складові сили різання.

К_rP=1,0 – коефіцієнт, що враховує вплив геометричних параметрів ріжучої частини інструмента на складові сили різання.

7. Потужність різання:

Обробка деталі на даному верстаті з даними режимами різання можлива і виконується за 4 проходи.

8. Основний час:

L – довжина переміщення різця у напрямку подачі

l – довжина поверхні деталі, яка обробляється за напрямком подачі;

l₁ – величина врізання інструмента;

l₂ – перебіг різця

Основний час для токарної операції складає

Т_о=0,35+0,0875=0,4375хв.

Для всіх інших операцій режими різання визначаємо табличним методом і записуємо в таблицю.

Таблиця 2.10 – Розрахунок режимів різання та основного часу.

750

0,036

Фрезерувати

паз 3мм

1,975

0,07

-

140

47,1

250

0,089

090

Круглошліфувальна

Шліфувати Ø7h6

0,3

-

-

-

35

(25)

100

0,0595

Шліфувати Ø10h6

0,3

-

-

-

35

(25)

100

0,11

Шліфувати Ø12h7

0,3

-

-

-

35

100

0,168

Поз.

Операція

Т_о

Т_доп

Т_п.з.

Т_обсл

Т_п

Т_шт

Т_шт-к

010

Токарна

0,05

0,18

6,6

0,016

0,012

0,259

0,561

015

Токарна

0,05

0,18

6,6

0,016

0,012

0,259

0,561

020

Токарна з

ЧПУ

0,567

0,18

6,6

0,053

0,043

1,03

1,15

025

Токарна з

ЧПУ

0,458

Штучно-калькуляційний час на виготовлення однієї деталі складає:

3 КОНСТРУКТОРСЬКИЙ РОЗДІЛ

3.1 Розрахунок та конструювання спеціального пристрою

3.1.1 Службове призначення пристрою

При проектуванні верстатних пристроїв і їх виробі необхідно щоб забезпечувалось:

1. точність положення заготовки на верстаті;

2. надійність затиску;

3. зручність та безпека при роботі;

4. висока жорсткість системи ВПІД при дії сили різання;

5. забезпечення вільного підходу інструмента до всіх оброблюваних поверхонь;

6. швидкодія затискачів.

Даний верстатний пристрій призначений для закріплення заготовок при обробці на універсально-фрезерному верстаті моделі СФ-676 для виконання операції №045 для фрезерування лисок в розмір 13h7мм. Операція виконується після попередньої чорнової та напівчистової обробки деталі на попередніх операціях.

Шорсткість установчих поверхонь заготовки відповідає Rz20, точність виконання цих розмірів відповідає сьомому квалітету точності.

При обробці заготовки на даній операції знімаються такі припуски: ширина фрезерування b=10мм, довжина фрезерування l=8мм, глибина фрезерування t=2,5мм.

Операція повинна бути виконана з точністю по сьомому квалітету точності і шорсткістю Ra=1,6.

Принцип роботи пристрою

Пристрій багатомісний, одночасно встановлюються і затискаються дванадцять деталей і обробляється комплектом чотирьох двосторонній дискових фрез.

Деталі встановлюються циліндричною поверхнею в самоцентруючі призми по рухомій посадці. Висота призм відповідає циліндричній частині заготовки. Деталь фіксується в пристрої на виступ Ø12мм.

Затиск відбувається штоком пневмоциліндра, який рухає призми до повного затиску заготовки. Після закінчення шток циліндра повертається в первинне положення, а призми розтискаються за допомогою пружин і деталь вільно виймається з призми.

Для запобігання падіння тиску у повітряній мережі встановлюють запобіжний клапан, тому безпека праці гарантована.

3.1.2 Схема базування заготовки в пристрої

Схема розташування установчих елементів визначається схемою базування заготовки та типом установчих елементів. При розробці принципової схеми визначають найкраще розташування установчих елементів у кожній координатній площині. Для базування заготовки на установочну базу остання повинна мати три установчих елементи. Розташувати їх на заданій площині можна по різному. Добираємо таку схему розташування елементів, при якій були б забезпечені найвища точність встановлення та найбільша стійкість заготовки, що базується .

1,2,3,4-подвійні установчі бази;

5,6,7,8-подвійні упорні бази;

9,10-упорні бази.

Рисунок 3.1 – Схема базування заготовки в пристрої.

3.1.3 Принципова схема пристрою

Принципова схема верстату складається зі схеми розташування установчих елементів, схеми сил затиску заготовки, кінематики передачі зусилля від привода до затискних елементів.

Схема розташування затискних елементів визначається схемою базування заготовки та типом установчих елементів. Згідно зі схемою базування заготовки відома кількість установчих елементів, які мають розташовуватися по трьох координатах, побудованих на комплекті баз заготовки. При розробці принципової схеми визначають розташування установчих елементів у кожній координатній площині. Наприклад, для базування заготовки на установчу базу, остання повинна мати три установчих елементи. Розташувати їх на задній площині можна по-різному. Добирають таку схему розташування елементів, при якій були б забезпечені найвища точність виготовлення та найбільша стійкість заготовки, що базується.

При доборі схеми сил затиску насамперед вирішують, на які координатні площини, що побудовані на установчих елементах пристрою, повинно бути напрямлене силове затискання. З точки зору надійного забезпечення визначеності базування заготовки рекомендується силове затискання напрямляти на кожну з шести опор. Для спрощення пристрою бажано прикладати сили затиску на одну координатну площину, побудовану на установочній базі.

I – схема установчих елементів пристрою (нерухомі призми α=90°)

II – схема затискних елементів пристрою (рухомі призми α=90°)

III – схема передачі зусиль від пневмоциліндра до установчо-затискних елементів пристрою.

Рисунок 3.2 – Принципова схема пристрою.

3.1.3 Точнісний розрахунок пристрою

Точність обробки заготовок на фрезерних верстатах залежить в основному від способу орієнтації пристрою відносно стола верстату та методу налагодження різального інструменту відносно заготовок.

Фрезерні пристрої на верстаті орієнтують за допомогою напрямних шпонок або центруючи пальців. Елементи для орієнтації пристрою прикріплюють до корпуса з боку його опорної площини і встановлюють у Т-подібний паз стола. Цим досягається паралельність установчих поверхонь пристрою в напрямі поздовжньої подачі стола верстата.

У цьому маємо загальний випадок, коли пристрій встановлений на напрямних шпонках або центруючи пальцях, має забезпечити автоматичне отримання розмірів заданої точності без вивірки. Інструмент встановлений за допомогою кутового установа і щупа, тому умова забезпечення заданої точності розміру матиме загальний вигляд:

При виконанні операції необхідно забезпечити паралельність оброблюваних поверхонь 0,2мм, тому Т_з=0,2мм.

Заготовку в пристрої встановлюють на циліндричну поверхню та торець, який перпендикулярний до неї. Тому схема базування така: зовнішній циліндричний діаметр і торець.

Пристрій встановлюється на верстаті без додаткового налагодження, а ріжучий інструмент встановлюють на розмір з допомогою спеціального елемента – установа.

Основні розміри пристрою:

m – налагоджувальний розмір;

a – паралельність оброблюваних поверхонь між собою.

Призначаємо допуски на основні розміри пристрою:

1) номінальне значення налагоджувального розміру

2) відхилення на розмір m дістаємо використовуючи співвідношення

Отже, маємо розмір m=3,5(±0,04)мм;

Рисунок 3.3 – Ескіз установки заготовки у пристрої.

3) допуск непаралельності обробляємих поверхонь між собою за рекомендаціями вибирається – 0,04мм на 100мм довжини.

Виконуємо перевірочний розрахунок на точність.

Маємо пристрій з установом, за допомогою якого швидко налагоджується різальний інструмент відносно заготовки і пристрою. Тому розрахунок на точність виконується за формулою:

де Т_з=0,16мм (з креслення де талі),

К_с=0,6 [2,с.59].

1. похибка базування ω_б=0, тому що пристрій самоцентруючий і самозатискний;

2. похибка встановлення заготовки ω_в.з.

де похибка центрування заготовки ω_ц, здійснюється самоцентруючими призмами:

ω_ц=0,02мм за рекомендаціями [2,с.179].

Враховуємо допуск на зношування установчих елементів призм ω_зн:

ω_зн = 0,02мм за рекомендаціями [2,с.59].

3. похибка пристрою ω_п складається з двох частин:

де ω_п1 – відхилення на розмір m, який визначає положення установа відносно установчих призм:

ω_п1=0,04мм;

ω_п2 – розраховується згідно умови непаралельності осі шпонки пристрою відносно установчих елементів пристрою. Приймаємо цю величину з умови, що а=0,02мм на 100мм довжини.

тоді

4. похибка встановлення інструмента ω_н.і.:

ω_н.і.=0,03мм за рекомендаціями [2,с.75].

Отже, умова точності обробки в даному верстатному пристрої виконується.

3.1.4 Силовий розрахунок пристрою

Технологічна схема встановлення і закріплення заготовки є самоцентруючий пристрій у вигляді призм.

Розрахуємо режими різання для фрезерування чотирьох лисок:

Глибина фрезерування 8мм, ширина фрезерування 2,5мм, довжина фрезерування 12,45мм.

Діаметр фрези D=100мм

Кількість зубів:

Подача на зуб: [1,т.34,с.283]

Стійкість фрези: Т=120хв [1,т.40,с.290]

Швидкість різання:

;

де К_V=0,75;

Коефіцієнт C_V=259; [1,т.39,с286]

Показники степеня [1,т.39,с.286]:

q=0,25

x=0,3

y=0,2

u=0,1

p=0,1

m=0,2

Швидкість різання:

Частота обертання шпинделя:

Частоту обертання шпинделя вибираємо за паспортом верстату:

;

Дійсна швидкість різання:

;

Сила різання:

;

де k – коефіцієнт, k=0,25 [1,т.41,с.291]

Коефіцієнт С_р=68,2 [1,т.41,с.291]

Показники степеня [1,т.41,с.291];

x=0,86

y=0,72

u=1

q=0,86

w=0

Так як обробляється одночасно чотири лиски, то сила різання

Радіальна сила

Осьова сила

Побудова розрахункової схеми

Рисунок 3.4 – Розрахункова схема сил.

Розрахункова схема – це ескіз заготовки в потрібній кількості проекцій або в аксонометрії, зображеної в системі координат X,Y,Z, на якій позначають сили та моменти, що діють на заготовку, а також їх прикладання із зазначенням відстаней. На розрахунковій схемі відображають сили та моменти різання, затискні зусилля, реакції опор і сили тертя. На розрахунковій схемі спрощено позначають установчі та затискні елементи пристрою із зазначенням їх основних розмірів і розмірів між ними.

Складання рівняння рівноваги

Зусилля закріплення визначають шляхом розв’язання системи рівнянь рівноваги заготовки, одержаних на основі розрахункової схеми.

Рівняння рівноваги заготовки згідно з прийнятими умовами можна записати у вигляді:

де k – коефіцієнт запасу,

k₀=1,2 – гарантований коефіцієнт запасу при віх видах обробки;

k₁=1,0 – коефіцієнт, який залежить від поверхневого шару заготовки;

k₂=1,2 – коефіцієнт, що враховує збільшення сили різання через зношування інструменту;

k₃=1,0 – коефіцієнт, що враховує збільшення сили різання при обробці переривчатих поверхонь;

k₄=1,1 – коефіцієнт, що враховує неоднорідність затискних зусиль, прикладених до заготовки;

k₅=1,0 – коефіцієнт, що враховує зручність розташування рукояток ручних затискачів.

f – коефіцієнт тертя, [2,с.22]

Визначення потрібних сил затиску W:

Затискні зусилля – це сили, які безпосередньо діють на заготовку і забезпечують незмінність її положення під час обробки відносно установчих елементів пристрою.

Сумарна сила затиску заготовок:

Визначення початкової сили Q:

Початкова сила – це сила на приводі, яка через передавальний механізм створює на заготовці затискне зусилля.

Визначення основних параметрів пневмоциліндра:

- діаметр мембрани D=125мм;

- діаметр штока d=63мм;

- хід штока L=35…45мм;

- тиск у мережі р_п=4кгс/см²;

Визначаємо дійсний робочий хід штока:

де S – товщина діафрагми. Визначаємо по формулі:

- пружність діафрагми

Приймаємо S=5,5мм.

Сила на штоці для затислої діафрагми:

де с=0,4 – коефіцієнт, що вибирається з відношення D/d, [1,с.211,т.4.6];

m=0,8 – переміщення штоку від початку положення на якусь величину ходу L;

Сила в кінці ходу штока:

С=0,78 [1,с211,т.4.6]

Приймаємо стандартний пневмоциліндр діаметром D=125мм. Пневмоциліндр7020-0273 по ГОСТ 21821-76.

3.1.5 Розробити загальний вигляд пристрою з технічними вимогами

1) Розміри для довідок

2) H14; h14; .

3) Площинність установчої поверхні А не більше 0,01 мм.

4) Перпендикулярність осей призми до поверхні А не більше 0,01 мм.

5) Маркувати: .

3.2 Розрахунок та конструювання ріжучого інструмента

3.2.1 Призначення та область застосування різця

Одним з найбільш простих і розповсюджених метало ріжучих інструментів є різець. Різці застосовуються на токарних, револьверних, строгальних і інших верстатах. В залежності від виду верстату і виду виконуваної роботи застосовують різці різних типів. Для обточки зовнішніх поверхонь обертання, циліндричних валиків, конічних поверхонь великої довжини і їм подібним деталям, використовують прохідний різець. Прохідні різці бувають прямі і відігнуті. Відігнуті різці отримали широке застосування із-за універсальності, більшої жорсткості, можливості вести обробку в менш доступних місцях.

Відігнутими різцями можна працювати при повздовжній і поперечній подачі і вести точіння поверху, підрізку торця, зняття фасок. Прохідні різці можуть бути чорнові і чистові. Чистові різці мають більший радіус закруглення, що забезпечує отримання більш чистої обробленої поверхні. Якщо необхідно отримати особливо чисту і гладку поверхню, застосовують широкі лопаточні різці. Ці різці працюють з більшою подачею. Однак при значній довжині контакту ріжучої кромки з заготовкою вони схильні до вібрацій, тремтіння.

Прохідні упорні різці мають кут в плані φ=90˚ і застосовуються при обточці ступінчатих валиків і підрізці бортиків, а також при точінні нежорстких деталей.

Підрізний різець призначений для обточки площин, перпендикулярних до вісі обертання, підрізки торців на прохід. Ці різці працюють з поперечною подачею. Розточні різці повинні мати менші поперечні розміри, чим оброблювальний отвір. Вони виходять довгими. Виліт різця повинен бути більшим довжини розточувального отвору. В силу малої жорсткості розточні різці схильні до вібрацій, що не дає можливості знімати стружку більшого перерізу.

При розточці довгих отворів і отворів великих діаметрів широко застосовують державки (оправки) з вставними різцями круглого чи квадратного січення малих розмірів. Користуючись державками, розточку отворів можна виконувати за допомогою одностороннього різця з одною ріжучою частиною з обох торців, різцевої головки, яка складається з декількох різців.

В порівнянні з односторонніми різцями двохсторонні різці і різцеві головки дозволяють забезпечити високу якість обробки. Однак обробка одним різцем має і деякі переваги. При чистовій обробці знятті невеликих припусків ускладнюється установка різців різцевої головки з потрібною точністю, в результаті чого в роботі приймають участь не всі різці. Крім того, при зрізанні твердих включень вісь отворів буде викривленою в наслідок відхилень всієї головки, що може бути причиною браку. При роботі ж одним різцем в таких випадках відхилення різця приведе тільки до зменшення розмірів отвору, що можна виправити при подальшій обробці.

Співвідношення діаметрів розточуваного отвору і оправки повинна бути підібрано так, щоб забезпечити оптимальний виліт різця. Великий виліт різця знижує жорсткість, забезпечує виникнення коливань і порушує стійкість процесу. Малі ж зазори між поверхнями отворів і оправки коливаються в межах 0,3-0,2. Відношення діаметру отворів на токарних, револьверних розточних верстатах користуються державками з вставними різцями.

Відрізні різці служать для відрізання матеріалу від прутків порівняно невеликого діаметра. Вони виконуються з відтягнутою головкою, ширина головки менша ширини тіла різця. Довжина відтягнутої головки вибирають з розрахунків вільної відрізці заготовки. Відрізні різці працюють в край важких умовах, так як їх робоча частина має малу жорсткість, а відвід стружки із зони різання ускладнений. Головка різця має відносно малу товщину. Щоб не ослабляти в значній степені головку, для відрізних різців приходиться приймати невеликі значення різців (1-3˚) в плані φ₁ і задніх кутів α₁ на допоміжних бічних ріжучих кромок. Це приводить до збільшення тертя, особливо при неточній установці різця чи його неякісної заточки. Тому при роботі відрізними різцями, оснащеними твердим сплавом, часто виникають викришування і ломка ріжучої частини, а також відрив пластинки від державки різця. Для підвищення міцності з’єднання пластин пластинки з державкою, оснащену скосами , напаювати в кутовий паз державки, що відповідно збільшує площу прилягання її до державки. Крім того, бічні стінки пазу перешкоджають зміщенню пластинки під дією бічних сил, виникне них в процесі роботи різця.

В цілях підвищення міцності і жорсткості головки висоту її роблять більше висоти стержня.

Відрізний різець при роботі зазвичай не зрізає весь метал зразу, так як в деякий момент заготовка яка відрізається відламується і в кінці залишається не зрізаний стержень. Якщо необхідно повністю обробити один із торців, не залишаючи на ньому центрального стержня, то головну ріжучу кромку різця оформлюють під кутом φ=75÷80˚, в той час як у звичайних відрізних різців кут в плані φ=90˚.

Знаходять застосування також відрізні різці з симетричною ламаною ріжучою кромкою з кутом в плані φ=60÷80˚. Також оформлений ріжучою частиною різця полегшує його врізання в заготовку, покращує умови видалення стружки, знижує можливість вводу різця. З цією ж цілю на відрізних різцях з кутом φ=90˚ виконують фаски з обох сторін f=1÷1,5 мм під кутом 45˚.

Ці ж різці використовують на стругальних верстатах в прямолінійно-поступальним рухом різця. Стругальні різці працюють в більш тяжких умовах, чим токарні, так як, врізаючись в оброблювальний матеріал з повним січенням зрізу, різець випробовує удар, що погано відбивається на його стійкості.

По роду виконуваних робіт стругальні різці поділяються на прохідні, відрізні, підрізні, пазові та спеціальні. Прохідні стругальні різці призначені для стругання площин з горизонтальною подачею, а підрізні різці – для обробки вертикальних площин з вертикальною подачею. Відрізні і прорізні стругальні різці використовуються при відрізанні і прорізці вузьких пазів. Чистові широкі лопаточні різці застосовуються для чистової обробки площин з великою подачею. Для забезпечення плавного врізання і виходу різця краще застосовувати стругальні різці з кутом нахилу ріжучої кромки λ, який в залежності від умов обробки може коливатися від 10 до 60˚.

Стругальні різці бувають прямі і зігнуті. Прямі різці прості в виготовленні, але менш стійкі до вібрацій в порівнянні з зігнутими. Тому вони застосовуються при величинах вильоту. У випадку роботи з великими вильотами рекомендується користуватися зігнутими різцями, які отримали широке використання в промисловості. В процесі стругання різець під дією сил різання згинається. При згині прямого різця його ріжуча частина врізається в матеріал заготовки і різець працює з заїданням, що понижує якість обробки і додатково навантажує інструмент. При згині зігнутого різця його ріжуча частина буде відходити від заготовки і зрізати меншу кількість матеріалу. Це забезпечує більш спокійне протікання процесу різання, особливо при різких коливань сил різання, викликаних змінами зрізаної кількості, локальними змінами умов оброблюваного матеріалу.

Ріжуча властивість різця залежить перш за все від матеріалу ріжучої частини. Однак ефективне використання ріжучих властивостей високовиробничих інструментальних матеріалів можливе лише при правильному виборі конструкції інструменту і якісного його виготовлення. Це особливо важливо для твердосплавних інструментів, переважно, таких простих, як твердосплавний різець.

Зараз різці, оснащені пластинками твердого сплаву, по суті витіснили різці з швидкорізальної сталі і знаходять широке використання в машинобудуванні. Він представляє собою пластинку твердого сплаву, закріплену на призматичному стержні – державці. Форма пластинки твердого сплаву може бути різною. В промисловості знаходять застосування різці з призматичними пластинами, різці з багатогранними пластинками і різці з круглими чашечними пластинками.

Найбільш поширена конструкція різця складається із державки з припаяною призматичною пластинкою твердого сплаву. Форма і розміри пластинки твердого сплаву повинна відповідати призначенню різця, вибирають їх, виходячи із максимально можливої глибини різання t і подачі S, а також головного кута в плані φ. Довжина головної ріжучої кромки:

Вся довжина а пластинки не може бути повністю використана. Тому її беруть більшою довжини головної ріжучої кромки а=(1,5÷2,0)l.

Велике значення для напаювання різців мають розміщення пластинки в гнізді державки. При виборі положення пластинки необхідно забезпечити можливо більше число переточувань, економне використання твердого сплаву, створення міцної і надійної конструкції, яка дозволяє вести обробку з високими режимами різання. Раціональне розміщення пластинки з точки зору максимально допустимого числа переточувань залежить від характеру зносу різця.

В процесі обробки різанням різці, оснащені твердим сплавом, зношуються по передній і задній поверхням. Що відновити ріжучу властивість різця, його переточують по передній поверхні на величину Δ с і задньої поверхні на величину Δ h. Вершина різця при заточці зміщується вздовж лінії, паралельно якій і слід розмістити пластинку. В цьому випадку буде забезпечено максимально можливе число переточувань при збереженні незмінними розміри передньої і задньої поверхні, кут врізання пластинки при цьому буде рівний 30-45˚.

Однак таке розміщення пластинки на різці не може бути прийнято, так як знижується міцність конструкції із-за зменшення відстані від опори до пластинки; виникають значні внутрішні навантаження в пластині виду напайки її в закритий паз. Відстань від площини до пластинки різця рекомендується приймати не менше 2/3 висоти державки, а кут врізання пластинки твердого сплаву – близько 12-18˚. З точки зору зменшення трудомісткості заточки кут врізання пластини повинен бути більше переднього кута. У цьому випадку поверхню заточують по найбільшій площадці, яка доторкається до ріжучої кромки, що призводить до значному спрощенні розгляданої операції.

Максимальна міцність твердого сплаву на стискання вища, чим на згин. Тому краще, особливо при чорновому точінні, коли сила різання велика, розміщувати пластинку вздовж рівнодіючої сил різання. Досліди показують. що при зрізанні товстих стружок рівнодіюча сила незначно відхиляється від задньої поверхні. Тому в цих випадках краще пластинку розміщувати вздовж задньої поверхні. Таке розміщення пластинки прийнято у крупно габаритних різців конструкції ВПІД. Вони знімають стружку перерізом до 120 мм², що відповідає навантаженню на різець близько 15∙10⁴-20∙10⁴ Н (15-20 т.). Переріз державки такого різця доходить до 80х100 мм, а довжина – до 800 мм.

Різець складається з корпусу з закріпленим ножем. Положення ножа в гнізді корпусу фіксується упорним штифтом і закріплюють гвинтом. Стружколом закріплюють гвинтом. Заточують лише ніж різця, державку при цьому з верстату не знімають.

3.2.2 Обґрунтування вибору геометричних параметрів ріжучої

частини і конструктивних елементів

Рисунок 3.5 – Геометричні параметри різця.

Передній кут: γ=20°

Задній кут: α=15°

Кут загострення: β=90°-γ-α=90°-20°-15°=55°

Довжина задньої поверхні: f=0,2 мм

Виліт різця складає 30 мм.

Призначаємо матеріал ріжучої частини різця із твердого сплаву Т15К6 по ГОСТ 19265-73.

Технічні вимоги до різців із ріжучою частиною з твердого сплаву приймаємо по ГОСТ 12509-75.

3.2.3 Повний конструкторський розрахунок з оформленням необхідних ескізів

Визначаємо режими різання:

1. Глибина різання:

t=(D-d)/2=0,35мм

2. Подача:

S₀=0,4мм/об

3. Швидкість різання визначаємо за формулою:

де С_v=37

y=0,8

x=0,15

m=0,20

Т=60 хв. – стійкість інструмента

- загальний поправочний коефіцієнт на швидкість різання;

- коефіцієнт на оброблюваний матеріал;

К_uv=1,0 – коефіцієнт на інструментальний матеріал;

К_nv=1,0 – коефіцієнт, що враховує стан поверхні заготовки;

К_Tv=1,0 – коефіцієнт, що враховує кількість одночасно працюючого інструменту;

K_Tc=1,0 – коефіцієнт, що враховує кількість обслуговуємих верстатів;

К_φv=1,0 – коефіцієнт, що залежить від головного кута в плані;

К_r=1,0 – коефіцієнт, що враховує вплив параметрів різця на силу різання;

4. Частота обертання шпинделя:

5. Корекційна швидкість різання:

6. Сила різання:

де С_р=408

x=0,72

y=0,8

n=0

- поправочний коефіцієнт

- коефіцієнт, що враховує вплив якості обробляємого матеріалу на силові залежності.

К_φр=0,89 – коефіцієнт, що враховує вплив геометричних параметрів ріжучої частини інструмента на складові сили різання.

К_λР=1,0 – коефіцієнт, що враховує вплив геометричних параметрів ріжучої частини інструмента на складові сили різання.

К_γР=1,0 – коефіцієнт, що враховує вплив геометричних параметрів ріжучої частини інструмента на складові сили різання.

К_rP=1,0 – коефіцієнт, що враховує вплив геометричних параметрів ріжучої частини інструмента на складові сили різання.

7. Потужність різання:

Умова виконується.

Визначаємо розміри державки різця:

1. В якості матеріалу для корпусу різця вибираємо вуглецеву Сталь 50 з σ_в=420 МПа і допустимим напруженням на згинання σ_і.д.=250 МПа. Глибина різання t = 0,35 мм, подача S₀=0,4 мм/об., виліт різця l=30 мм.

2. Головна складова сили різання:

P_z=843,8Н

3. Діаметр круглого перерізу корпусу різця:

Приймаємо найближчий найбільший переріз корпусу (d=25мм).

4. Перевіряємо міцність і жорсткість корпусу різця:

Максимальне навантаження, допустима міцність різця:

Максимальне навантаження, допустима жорсткість різця:

де f=0,05∙10^-3 м (≈0,1 мм) – допустима стріла прогину різця при чорновому точінні;

Е=2∙10⁵ МПа =2∙10¹¹ Па – модуль пружності матеріалу корпусу різця;

J – момент інерції прямокутного перерізу корпусу;

Різець має достатню міцність та жорсткість, так як P_{z доп.}>P_z<P_{z жорс.}

3.3 Розрахунок та конструювання вимірювального інструмента

3.3.1 Описати призначення і область застосування контрольно-вимірювального інструменту

Калібри – це міри, які служать для перевірки правильності розмірів, форми і взаємного розміщення поверхонь деталей. Калібри не дозволяють визначити дійсну величину контрольованого розміру, а показують тільки граничні відхилення розмірів даної деталі. Контроль деталі калібрами дає можливість встановити чи знаходиться задана оброблена деталь в границях найбільшого і найменшого розмірів, чи її розміри виходять за задані границі. По виду контрольованих деталей і параметрів калібри діляться на:

• гладкі, для контролю циліндричних поверхонь;

• різьбові;

• шліцові;

• калібри для контролю глибини, висоти та довжини уступів;

• калібри для контролю форми і поверхонь деталі;

По умовах оцінювання придатності деталей:

• нормальні;

• граничні;

При контролі калібрами придатність деталі оцінюється на базі суб’єктивних відчуттів контролера або робочого, що перевіряє деталь. Про придатність судять користуючись різними трудомісткими і не завжди точними методами.

Калібри мають тільки один робочий розмір і повинні бути прохідні без зусилля і без зазору.

Граничні калібри обмежують найбільший і найменший розміри деталі. Ці калібри розділяють деталі на дві групи:

• придатні;

• браковані;

Застосування граничних калібрів потребує менш високу кваліфікацію робочого або контролера і значно підвищує ефективність процесу контролю. Граничні калібри для контролю вала називаються скобами, а для контролю отворів – пробками. Кожен граничний калібр має прохідну частину (ПР) і непрохідну частину (НЕ).

Проектований мною калібр-скоба призначений для контролю ділянки валу Ø12h7, що попередньо точиться, і кінцево шліфується під підшипник.

3.3.2 Повний конструкторський розрахунок параметрів контрольно-вимірювального інструменту з оформленням ескізів та схеми розміщення полів допусків

1) По ГОСТ 25347-82 знаходимо граничні відхилення вала:

Ø12h7()

і визначаємо граничні значення розмірів цього валу:

2) По ГОСТ 24853-81 знаходимо допуски на виготовлення калібр-скоби та контркалібру по ІТ7:

Н₁=5мкм

z₁=4мкм

y₁=3мкм

3) Будуємо схему розміщення полів допусків калібр-скоби і контркалібру:

Рисунок 3.6 – Схема розміщення полів допусків калібр-скоби та контркалібру для контролю ділянки валу Ø12h7.

4) Визначаємо найменші розміри прохідної калібр-скоби:

На кресленні проставляємо розмір ПР=Ø11,9935^+0,005

Виконавчі розміри прохідної частини калібру:

ПР_max=Ø11,9985мм

ПР_min=Ø11,9935мм

5) Визначаємо найменший розмір калібр-скоби:

Виконавчі розміри для непрохідної частини калібр-скоби:

НЕ_max=Ø11,9835мм

НЕ_min=Ø11,9785мм

6) Визначаємо розміри контркалібру для скоби:

Прохідна скоба:

На кресленні контркалібру: К-ПР=Ø11,997_-0,002

Непрохідна скоба:

На кресленні контркалібру: К-НЕ=Ø11,983_-0,002

Для контролю зношування прохідної частини скоби:

На кресленні контркалібру: К-И=Ø12,004_-0,002

7) Позначення для калібр-скоби:

ПР Ø12h7 НЕ

0. -0,018

5 ПРОЕКТУВАННЯ ВИРОБНИЧОЇ СТРУКТУРИ

5.1 Характеристика виробничої структури що проектується

Деталь – „Шпиндель”.

Річна програма випуску 15000 шт.

Матеріал 40Х ГОСТ 4543-71.

Тип заготовки – гарячекатаний прокат

Маса деталі – 0,18кг.

Маса заготовки 0,22 кг.

Річна програма дільниці –

Змінність роботи – 2 зміни.

Умови виробництва – типова ділянка.

Таблиця 5.1 – Дані про технологічний процес обробки деталі.

5.2 Програма, контрольна кількість та рівень завантаження обладнання та робочих місць

Визначаємо розрахункову кількість верстатів по формулі.

, (5.1)

де Д_з – програма запуску деталей, шт.;

t_шт.к. – штучно-калькуляційний час, хв.

Fg – річний фонд часу, год.;

η_з.н. – коефіцієнт завантаження обладнання.

Приводимо приклад розрахунку однієї операції на кожен верстат.

Операція 010

верстату.

Операція 015

верстату.

Операція 020

верстату.

Операція 025

верстату.

Операція 030

верстату.

Операція 045

верстату.

Операція 055

верстату.

Операція 090

верстату.

Операція 095

верстату.

Операція 100

верстату.

Отримані дані, зводимо в таблицю 5.2

Визначимо коефіцієнт завантаження на кожну операцію:

(5.2)

Операція 010

Операція 015

Операція 020

Операція 025

Операція 030

Операція 045

Операція 055

Операція 090

Операція 095

Операція 100

Отримані дані заносимо в таблицю 5.2

Визначаємо коефіцієнт використання обладнання на кожну операцію по формулі:

(5.3)

Операція 010

Операція 015

Операція 020

Операція 025

Операція 030

Операція 045

Операція 055

Операція 090

Операція 095

Операція 100

Отримані дані зводимо в таблицю 5.2

Таблиця 5.2 – Дані для побудови графіку завантаження обладнання

0,01

1

1

47,6

095

Круглошліфувальна

4015

0,02

1

2

47,6

100

Круглошліфувальна

4015

0,03

1

3

47,6

№ операції.

Назва операції

T шт.к., хв.

Структура,%

Річний об’єм робіт, шт

010

Токарна

0,561

5,99

2695,5

015

Токарна

0,561

5,99

2695,5

020

Токарна з ЧПУ

1,15

12,28

5526

025

Токарна з ЧПУ

1,056

11,27

5071,5

030

Токарна

1,031

11,01

4954,5

045

Фрезерна

2,12

22,63

10183,5

055

Фрезерна

2,18

23,27

10471,5

090

Круглошліфувальна

0,125

1,32

594

095

Круглошліфувальна

0,231

2,47

1111,5

100

Круглошліфувальна

0,353

3,77

1696,5

Сума

9,368

100%

45000

Назва операції та модель верстата

При коефіцієнті завантаження верстата Кз.о.=0,63, дрібносерійний тип виробництва.

На основі таблиці 5.4 будуємо графік використання обладнання по основному часу, та визначимо середній коефіцієнт використання обладнання.

Рисунок 5.2 – Графік завантаження обладнання

5.3 Планування обладнання та робочих місць

На спроектованій мною ділянці номенклатура виробів, що випускається, складає 37 найменувань деталей які являються однотипними по конструкції і однаковими по розмірам, запускаємо в виробництво одночасно. Так як виробництво дрібносерійне, то деталі запускаються у виробництво партіями.

Деталі випускаються на спеціалізованій дільниці, яка є частиною механічного цеху. Основою проекту дільниці є детально розроблений технологічний розділ. При проектуванні дільниці одночасно розробляються економічні, технічні і організаційні задачі, тісно пов’язані між собою.

Цех в якому знаходиться проектуємо дільниця відноситься до першого класу так як в ньому виготовляються вироби легкого машинобудування з вагою оброблених деталей до 100 кг (дана заготовка важить 0,18 кг).

Для дрібносерійного виробництва характерною формою організації праці є розміщення обладнання по груповому методу, що і виконується на даній дільниці. Для найкращого використання обладнання і досягнення високої продуктивності праці необхідно, крім усіх технологічних можливостей верстату, інструменту і пристосування, передбачити раціональну організацію робочого місця, що забезпечує безперервність роботи верстату.

Раціональна організація робочого місця передбачає необхідну передчасну підготовку роботи і робочого місця, своєчасне і чітке обслуговування його в процесі роботи та більш досконале планування та склад.

Підготовка і обслуговування робочого місця заключається в наступному: одна заготовка, інструмент та пристосування подаються до робочого місця передчасно до початку роботи з ним, щоб не було затримки в роботі.

Так заготовки подаються з централізованого складу заготовок, розміщеного на території заводу за допомогою автовантажника, а потім за допомогою ручного возика вони доставляються безпосередньо до кожного верстату. Для цього коло кожного столика встановлюється стелаж для заготовок та готових виробів.

Інструмент заточується в централізованому порядку в інструментальному цеху. Потім він доставляється до механічного цеху в склад якого входить дільниця, що проектується. Робітник перед зміною повинен отримати інструмент і скласти його в інструментальній тумбочці. Наладка верстату здійснюється наладчиком, і частково самим робітником. Інструктаж необхідний робітнику здійснюється до початку роботи, крім того вказівки керуючого персоналу повинні проводитись своєчасно, щоб не відволікати робітника від роботи.

Оброблені деталі необхідно транспортувати регулярно без затримок, не відриваючи верстатника від роботи і не створюючи перешкод в його роботі. Для цього в штатах цеха передбачені одиниці вантажників, які обслуговують не тільки ділянку але і весь цех.

Контроль оброблених деталей виконується по можливості без відриву верстатника від роботи.

Огляд перевірка і ремонт обладнання проводяться регулярно в завчасно встановлені строки і в визначений час з тим щоб не було простоїв.

Планування робочого місця і взаємне розміщення робітника верстата, заготовок, інструментів і пристосувань виконана раціонально так як при цьому робітник не здійснює зайвих рухів.

Особливо це важливо при обслуговуванні верстатів з ЧПУ, коли один робітник обслуговує два верстата. При даному плануванню не повинні виникати втрати часу і втомленість робітника, викликані нераціональним розміщення всіх елементів, що входять в склад робочого місця, крім того інструмент, креслення, інструкційна карта і інше у робітника знаходиться під рукою, для уникнення відриву від роботи. Весь інструмент розділений по групам, для кожного інструмента відведено особливе місце в інструментальній тумбі.

Враховуючи, що деталі передаються від верстату до верстату, передбачене місце для тимчасового зберігання деталей. Взаємне розміщення всіх елементів робочого місця забезпечує безпечність робітника під час роботи.

На ділянці розміщені кімнати, де знаходяться робочі місця контролера, майстра і технолога, а також наладчиків, крім того враховуючи ту обставину, що приміщення пожежної безпеки відноситься до групи “Д”, на ділянці передбачено місце для паління.

При виборі схеми корпуса цеха в якому розміщена ділянка, я виходжу з того, що число різних уніфікованих прольотів і висот повинно бути мінімальним але без витрат для розміщення виробництва.

Споруда цеха являється одноповерховою з сіткою колон: L·t=5·6000

Де L = довжина прольоту споруди

t – крок колон

Загальна площа ділянки рівна - 816 м²

Враховуючи що універсальне обладнання розміщене на ділянці має вагу до 7 тонн, має урівноважений, спокійний хід, і достатньо жорстку станину його встановлюють на бетонній підлозі, причому товщина бетонного слою повинна бути 150…200 мм. Підлога даної споруди робиться суцільною для всієї підлоги. Під важкі верстати вагою до 10 тонн роблять фундаментну основу з бетону глибиною 1300…1400 мм.

Фундамент під обладнанням не повинен бути пов’язаний з обладнанням споруди.

Опорні стіни цеха виконуються з червоної цегли, причому товщина стінки дорівнює 510 мм (2 цеглини) на “теплому” розчині.

6. ОХОРОНА ПРАЦІ, ЕКОЛОГІЧНА ТА АВАРІЙНА БЕЗПЕКА

6.1 Аналіз виробничих умов

Мною спроектований механічний цех ,в якому розташовано сімнадцять верстатів: чотири шліфувальних верстата 3У10А, чотири токарно-гвинторізних верстата з ЧПК 16Б16Т1, чотири токарно-гвинторізних верстата ТС-70, і сім вертикально-фрезерних верстата СФ-676. В цеху обробляються деталі з сталі.

Згідно з ГОСТ 12.1.005-88 для забезпечення нормальних умов праці в цеху, для категорії робіт – II б (середньої важкості ), необхідно створити такі умови:

а) температура повітря : теплий період – 20-22⁰С

холодний період – 17-19⁰С

б) відносна вологість повітря -40- 60%

в) швидкість руху повітря в холодний період –не більше 0,4м/с

в теплий період -0,2 -0,5 м/с

Забезпечення вказаних метеоумов здійснюється за допомогою відкритих аераційних проємів , загальної приточно-витяжної вентиляції ,а зимою за рахунок обігріву повітря опалювальною системою.

На воротах цеху встановлено теплову повітряну завісу для того, щоб попередити проникання холодного повітря в цех у холодний період часу.

Теплове випромінювання на робочих місцях незначне ,тому заходів по захисту не потрібно.

Очищення повітря від пилу проводимо в циклоні. Циклони застосовуються для очищення повітря заточувального відділення від сухого не волокнистого і незлипаючогося пилу.

Шум та вібрація

Шум верстатів, які використовуються на дільниці має середньо-частотний характер. Основними джерелами шуму та вібрації металоріжучих верстатів є : електродвигуни, зубчасті передачі редукторів , коробок подач і швидкостей, передачі за допомогою ланцюгів , кулачкові механізми ,підшипникові вузли та безпосередньо сам процес обробки. Відповідно до ГОСТ 12.1.003-83 допустимий рівень шуму 80дБА.

Рівень вібрації не повинен перевищувати 92 дБ по ГОСТ 12.1.012-90.

Освітлення

На дільниці використовується природне та комбіноване освітлення. Згідно СНиП ІІ-4-79 роботи, які виконуються на дільниці відносяться до категорії середньої точності (ІІІ розряд, об’єкт розпізнавання 0,3…0,5мм).

Загальне освітлення цеху здійснюється світильниками типу ОСПО2 – 700/г50 з лампами ДРЛ 700. Освітленість – 200 ЛК.

Запиленість і загазованість

Основними шкідливими факторами при обробці металів на металоріжучих верстатах є мастильно-охолоджувальна рідина (МОР) та запиленість від оброблюваного матеріалу.

Концентрація пилу оброблюваного матеріалу, згідно ГОСТ12.1.005-88, повинна бути не більше 6 мг/м³.

Загазованість парами МОР по ДОСТ 12.1.005 -88 повинна бути не більше 5мг/м³.

Безпека при експлуатації верстатних пристроїв

На дільниці, що проектується використовуються універсальні та спеціальні пристрої. При їх експлуатації можливі слідуючі небезпечні моменти, які можуть призвести до травмування працюючих: виривання заготовки через слабке закріплення, защемлення пальців рук та затягування спецодягу, обривання шлангів у пневмо- і гідроприводах зажимів і т. д.

Для запобігання травмування необхідно виконувати вимоги ГОСТ12.2.029-88 «Станочные приспособления. Общие требования безопасности.»

Необхідно щоб:

а) зусилля затиску перевищувало зусилля різання у 2,5 рази;

б) зазор між прижимом і заготовкою був не більше 0,5мм;

в) виключалося накопичування стружки;

г) були застебнуті всі ґудзики на спецодязі. У пневмоприводі затиску на випадок можливого падіння тиску (обриву шлангу або падіння тиску повітря) в системі встановлений зворотній клапан, який встановлюється на вході у пневмоциліндр.

Електробезпека

Електрозабезпечення здійснюється 3-х фазною 4-х провідною мережею напругою 380\220 В. Дільниця, яка проектується, по небезпеці враження електричним струмом відноситься до ІІ класу: приміщення з підвищеною небезпекою за ПУЭ-85, тому що підлога цеху зроблена з залізобетону, який пропускає струм.

Для забезпечення безпечної експлуатації обладнання на дільниці, передбачено:

а) провідники, кабелі які здійснюють електроживлення прокладені в металевих трубах;

б) електричні провідники повинні мати відповідні кольори , що до їх призначення та бути ізольовані;

в) верстати повинні мати заземлення, занулення, захисне відключення, блокування;

г) використовується така напруга ( U=24В) для світильників місцевого призначення;

д) двері шаф з електрообладнанням зблоковані з аварійним вимикачем таким чином, щоб усунути можливість їх відкривання при включеному вхідному вимикачі;

е) контактні зажими вхідних вимикачів , які призначені для приєднання проводів, що йдуть від джерела струму , закриті кришками з ізоляційного матеріалу;

ж) верстати мають кнопку аварійного відключення;

і) знаки безпеки (на дверях електрошафи ), попереджувальні написи;

к) електронебезпечні місця пофарбовані у червоний колір;

л) гумові килимки ,або дерев’яні підставки.

Пожежна безпека

Речовини і матеріали, які застосовуються в технологічному процесі виготовлення деталі, не є пожежонебезпечними. Згідно з ОНТП 24-86 дільниця відноситься до категорії ,, Д” – не горючі речовини. Так як дільниця розташована в механічному цеху, який у свою чергу знаходиться під одним дахом з іншими цехами, то виробнича будівля має тільки зовнішні стіни з навісних панелей і відносяться до негорючих , ступінь вогнестійкості – ІІ, допустима кількість поверхонь – 2.

Для запобігання пожежі передбачено :

а) захист електрообладнання від струмів короткого замикання плавкими запобіжниками;

б) захист електроприладів від перевантаження , тобто автоматичне відключення

їх від мережі;

в) розмішені вогнегасники ОУ -5, ОХП (ОП);

г) в цеху розміщені щити пожежні;

д) ганчірки складаються в металічних ящиках і періодично вивозяться;

е) вибране електрообладнання закритого типу. На дільниці є місце де розташовані засоби гасіння пожежі. В цеху передбачені шляхи для евакуації шириною 3м. Відстань від робочого місця до виходу не перевищує 30м.

6.2 Створення безпечних, нешкідливих умов праці

Загальна техніка безпеки для верстатів:

Основні вимоги перед початком роботи:

1. Перевірити , як прибране робоче місце, ознайомитися з несправностями верстата під час попередньої зміни і прийняти міри по їх усуненню;

2. Привести у лад робочий одяг;

3. Перевірити стан решітки під ногами;

4. Перевірити стан ручного інструменту;

5. Прибрати робоче місце;

6. Підключити верстата до електромережі, включити освітлення і відрегулювати положення лампи так, щоб світло не світило в очі;

7. На холостому ходу перевірити справність кнопок "пуск" і "стоп";

8. Підготувати засоби індивідуального захисту та перевірити їх справність;

9. Про всі знайдені несправності повідомити майстра.

Основні вимоги в процесі роботи:

1. Вага і габаритні розміри оброблюваних деталей повинні відповідати паспортним даним верстата;

2. При обробці деталей масою більше 16кг встановлювати і знімати їх треба за допомогою вантажопід'ємних пристроїв;

3. Забороняється працювати в рукавицях і перчатках;

4. Перед кожним включенням верстата переконатися, що пуск верстата ні кому не загрожує;

5. Якщо в процесі обробки утворюється стружка, встановити переносні екрани для захисту оточуючих, а для себе захисні окуляри;

6. Правильно складувати оброблені деталі, не закривати підходи до верстата;

7. Постійно здійснювати контроль за стійкістю деталей;

8. Обов'язково вимикати верстат після закінчення роботи і в перервах від подачі електроенергії.

Основні вимоги після закінчення роботи:

1. Виключити верстат і привести в порядок робоче місце;

2. Стружку змести в піддон;

3. Перевірити якість прибирання верстата, виключити місцеве освітлення і відключити верстат від електромережі;

4. Про всі недоліки в роботі верстата повідомити майстра;

5. Здійснити санітарно - гігієнічні мироприємства.

Крім вказаного кожний верстатник повинен працювати тільки на тому верстаті, до експлуатації якого він допущений і виконувати ту роботу, яка доручена йому адміністрацією цеху.

Техніка безпеки при роботі на верстатах фрезерної групи.

До основних станків фрезерної групи належать вертикально-фрезерні, горизонтально-фрезерні, універсально-фрезерні, продольно-фрезерні, спеціальні і спеціалізовані фрезерні верстати.

При роботі на цих верстатах травми верстатнику можуть бути нанесені фрезою, стружкою, оброблюваною деталлю, і пристосуванням для її закріплення. Поранення фрезою може статися головним чином під час її обертання, при відсутності приладів, огороджуючих фрезу, і при порушенні правил експлуатації верстата. Так інколи фрезерувальник виміряє деталь під час роботи верстата або видаляє стружку руками і іншими предметами. Несчастні випадки можуть відбутися при закріпленні деталі або при знятті її з верстата, коли руки робітника знаходяться поблизу від неогородженої фрези.

Для попередження порізів рук необхідно огороджувати фрезу, користуватися спеціальною незношеною щіткою для видалення з верстата стружки. Не можна виміряти деталь поблизу відкритої фрези.

Найбільшу небезпеку для верстатників представляють неогороджені дискові фрези і торцеві фрези з вставними ножами, які використовуються при фрезеруванні на горизонтально і вертикально фрезерних станках. Задача безпеки звичайно вирішується в двох напрямках: шляхом застосування відкриваючихся загороджень зони різання (столу в зоні різання) і огородження ріжучого інструмента в непрацюючій його частині.

Велике значення має захист від травм відлітаючої стружки. У відмінності від точіння при фрезеруванні любих матеріалів (в тому числі і сталей) створюється тільки відлітаюча елементна стружка різної форми. При сучасних режимах різання стружка має високу температуру і представляє небезпеку для верстатника, так як може травмувати очі і привести до опіку відкритих частин тіла. Огородження зони різання забезпечує захист від відлітаючої стружки в сторону робочого місця. Основний потік стружки створюється при фрезеруванні дисковими і торцевими фрезами, в багатьох випадках можливо направляти “від себе” шляхом відповідного сполучення напрямку обертання фрези і подачі (зустрічного чи попутного фрезерування), а при торцьовому фрезеруванні також, і шляхом відповідного положення обробляємої деталі в відношенні центра фрези.

При фрезеруванні сильно пильних тендітних матеріалів і неметалічних матеріалів важну роль грає обезпилювання робочої зони, а при фрезеруванні з поливом або розпиленням СОЖ - попередження робочої зони аерозолями СОЖ .

Техніка безпеки при роботі на фрезерних верстатах

Щоб уникнути одержання травм робітник, крім загальних правил безпечної роботи, повинний дотримувати ще і специфічні правила, що обумовлені особливостями фрезерних верстатів. Вони полягають у наступному:

1. Ознайомитися по технологічній документації з майбутньою роботою, перевірити комплектацію і справність пристосувань і інструмента.

2. Перевірити легкість переміщення столу верстата у всіх напрямках ручними подачами, при необхідності послабити стопорні пристрої й установити стіл у положення, зручне для встановлення фрези.

3. Посадкові поверхні фрези, оправок, перехідних втулок, цанг і шпинделів, а також торці настановних кілець, щоб на них не залишалися забруднення і волокна від обтирального матеріалу.

4. При установці і зніманні фрез остерігатися поранень рук.

5. При фіксуванні хвостовика фрези в шпинделі верстата варто переконатися в тім, що він сідає щільно, без люфту, а саму фіксацію здійснювати, уключивши коробці швидкостей щоб уникнути провертання шпинделя.

6. Після закріплення фрези перевірити величину биття. Настроїти коробки швидкостей і подач на задані режими, а також встановити і закріпити упори автоматичного вимикання подач.

7. Місця кріплення заготовок вибирати якнайближче до оброблюваної поверхні. Особлива увага повинна бути приділена стану поверхні столу. Перед установкою заготовок на стіл верстата необхідно ретельно очистити його від забруднень і стружки. У випадку кріплення заготовок на неопрацьовані поверхні варто застосовувати прихвати з насічкою.

8. Якщо обробку роблять у пристосуванні, то необхідно:

перед установкою пристосування протерти стіл і посадкові місця пристосування;

при підналагодженні положення пристосування на столі верстата застосовувати тільки молотки з вставками з м'якого матеріалу (міді, латуні);

у випадку кріплення заготовок за неопрацьовані поверхні в лещатах їх необхідно оснастити притискними губками з насічкою;

закріплюючи заготовок за оброблені поверхні в лещатах, їх необхідно оснастити нагубниками з м'якого металу;

при закріпленні циліндричних заготовок у патроні ділильної голівки варто застосовувати розрізні втулки з м'якого металу і прокладати фольгу.

9. У зв'язку з тим що найбільшу небезпеку для фрезерувальника представляє фреза і стружка, обов'язковим є застосування огороджень і пристосувань для уловлювання і відводу стружки. У випадку неможливості їхнього використання застосовують засобу індивідуального захисту — окуляри чи щитки.

10. Перед установкою заготовок на стіл верстата чи в пристосування очищати їх від забруднень, звертаючи особливу увагу на стан базових поверхонь; при наявності на базових поверхнях задирок й інших нерівностей видалити їх слюсарним інструментом.

11. Варто уникати розміщення на столі верстата допоміжних і вимірювальних інструментів, а також заготовок і оброблених деталей.

12. Застосовувати правильні прийоми роботи:

заготовку подавати до фрези тільки після включення обертання шпинделя, при цьому механічну подачу включати до зіткнення фрези з заготовкою;

зупиняючи верстат, спочатку виключити подачу, потім відвести фрезу від оброблюваної деталі і виключити обертання шпинделя;

відводити фрезу на безпечну відстань, щоб не зашкодити руки об її краї при зніманні обробленої деталі чи її вимірі;

стежити за правильним підведенням ЗОР у зону різання.

13. При знятті обробленої деталі, а також при її вимірі остерігатися поранення рук. Щоб уникнути поранень користуватися для зняття зазубрив слюсарним інструментом або абразивним бруском.

14. Якщо крайки фрези викришились її необхідно замінити.

15. Видаляти стружку зі столу після зняття кожної обробленої деталі за допомогою капронових, волосяних чи щетинних щіток (для цієї мети може бути використаний також пилосос). Забороняється обдування столу стисненим повітрям і використання металевих щіток і гачків.

16. У процесі роботи стружку видаляти тільки пензликом з ручкою, довжина якої не менш 250 мм. При цьому необхідно пам'ятати, що стружка, розкидана на підлоги, може бути причиною травм ніг і її варто періодично забирати.

17. При виникненні вібрацій зупинити верстат і вжити заходів до їх усунення, перевірити стан і кріплення фрези, надійність кріплення оброблюваної деталі і пристосування, режими різання.

18. Щіткою видаляти стружку з пристосування, зі столу і з станини, а пензликом або загостреною дерев'яною паличкою очищати від стружки і забруднень пази столу й інші важкодоступні місця. Збирати стружку з підстави верстата і забирати її в спеціальний шухляд.

19. Для зняття фрези застосовувати спеціальний вибивач, попередньо розмістивши на столі верстата дерев'яний лоток, що запобігає псуванню як інструмента, так і столу верстата.

Електробезпека

Основні засоби захисту. Для захисту людини від враження електричним струмом є ціла система різних засобів і методів, які приміняються в залежності характеру установок і умов їх експлуатації. Всі ці засоби захисту можна розділити на дві групи: загальні засоби захисту для всіх працюючих на виробництві, включаючи і верстатників; спеціальні засоби захисту електротехнічного персоналу.

До загальних відносяться засоби захисту:

1. Засоби, що забезпечують недоступність струмоведучих частин для випадкового доторкання; огородження і ізоляція струмоведучих частин, в першу чергу проводів; розміщення струмоведучих частин на недоступній висоті (приміняється в тих випадках, коли огородження і ізоляція неможливі або нецілесообразні).

Слідує пам’ятати що висота підвіса проводів напругою до 1000В на території підприємства повинна бути не менше 6 м від землі і не менше 2 м від любої точки даху будівлі. При пересіканні високовольтними повітряними лініями залізничних шляхів висота їх підвісу повинна бути не менше 7,5 м від головки рельса.

2. Застосування низької напруги. Для живлення наприклад електроінструмента і ручних переносних електроламп використовуючи напругу 12В для особливо небезпечних умов (висока вологість, робота в нутрі металічних резервуарів і т.д.) і не більше 42В для сухих приміщень. Низька напруга використовується також для живлення світильників місцевого освітлення верстатів.

3. Захисне заземлення – преднамірене електричне з’єднання з “землею” корпуса верстатів і другого обладнання, не що не знаходиться під напругою з ціллю знизити напругу доторкання до безпечної величини при переході напруги небезпечної величини на корпус верстата в наслідку ушкодження ізоляції “пробою на корпус”.

Заземленню підлягають всі металоріжучі верстати і їх комплекси. Потрібно мати на увазі що пристрій захисного заземлення передує його розрахунок відповідними спеціалістами, а надійність і ефективність його роботи повинні періодично перевірятись в відповідності з діючими правилами і нормами.

4. Захисне вимкнення – спеціальний пристрій, автоматично вимикає електричну установку в випадку якого не будь її пошкодження, в тому числі “пробою на корпус”. Захисне вимкнення приміняться головним чином в рухомих електроустановках, а також в випадках коли пристрій захисного заземлення неможливе чи утруднено.

Постійне обслуговування і ремонт електроустановок можуть виконуватись тільки спеціально вивченим електротехнічним персоналом, якому інколи приходиться працювати під напругою. В зв’язку з цим використовується ряд спеціальних захисних засобів для електротехнічного персоналу в залежності від умов роботи.

1. Ізолюючі штанги – призначені для відключення і включення однополосних роз’єднувальників для накладання переносних заземлювачів і інш.

2. Ізолюючі кліщі – приміняються при обслуговуванні під напругою трубних запобіжників.

3. Струмовимірні кліщі – слугують для вимірювання струму, протікаючого в проводі, шині, кабелі і т. д.

4. Діелектричні перчатки, галоші, боти і коврики – використовуються як допоміжні засоби захисту, але при роботі під високою напругою вони можуть використовуватись як основні засоби захисту. Крім того діелектричні боти і галоші можуть слугувати як засобом захисту від крокової напруги.

5. Ізолюючі підставки – приміняються в якості ізолюючої основи (як і діелектричні коврики). Особливо важлива їхня захисна роль при різних операціях з електрообладнанням в вологих приміщеннях.

Важливу захисну роль при роботі під напругою до 1000В виконує монтерський інструмент з ізольованими рукоятками.

Основні і допоміжні засоби захисту приміняють разом, їх необхідно періодично перевіряти на діелектричну міцність. Для захисту органів зору від світлового, і механічного впливу при виконанні електротехнічних робіт слугують відповідні окуляри.

Розрізняють електротравми спричинені проходженням струму через тіло людини і електротравми при яких не виникають опіки, осліплення променями електричної дуги, падіння з висоти внаслідок судорожного руху.

Виникнення електричного ланцюга через тіло людини можливе в випадках:

а) однофазне доторкання;

б) двофазне доторкання;

в) приближення на небезпечну відстань людини до не ізолюючих токоведучих частин електроустановки;

г)доторкання людини до неізолюючих металічних корпусів електрообладнання;

д) включення людини яка знаходиться в зоні розтікання струму (напруга шагу);

е) вплив атмосферного електроструму.

Найбільш шкідливим впливом електротравми являється електричний удар – тобто ураження організму при якому спостерігається параліч м’язів опорно рушійного апарату, м’язів грудної клітини (дихання), м’язів шлуночків серця.

В першому випадку судорожне скорочення м’язів не дозволяє людині самостійно звільнитися від контакту з електроустановкою. При паралічі дихання зупиняється газообмін і постачання організму киснем, в наслідок чого наступає удушшя. При паралічі серця його функція зупиняється повністю або частково і деякий час працює в режимі фібриляції, при цьому порушується кровообіг що приводить до смертельного випадку.

Медичною практикою встановлено що після зупинки серця і дихання в наслідок кисневого голодування через 5 – 6 хвилин руйнуються клітини центральної нервової системи внаслідок чого відбувається втрата свідомості і зупиняється управління функціями всіх органів тіла. Цей стан носить назву клінічна смерть так як клітини інших органів тіла ще живі. В такій ситуації треба робити штучне дихання рот в рот. При більшій тривалості відсутності дихання і кровообігу зупиняється життєдіяльність інших клітин і органів і наступає біологічна смерть.

Виходячи з цього перше що треба зробити при ураженні людини струмом відключити електроустановку, або за допомогою підсобних засобів звільнити постраждалу людину від контакту з електроустановкою і приступити до штучного дихання і непрямого масажу серця.

Розрізняють три ступеня впливу струму при проходженні через організм людини:

а) відчутний струм (2 мА) – визиває відчуття подразнення.

б) невідпускаючий струм (10 – 15 мА) – призводить до судорожних скорочень м’язів руки в якій знаходиться провід.

в) фибріляційний струм ( 100 мА) визиває фібриляцію серця.

Таким чином кінцевий результат від електротравм залежить від напруги електроустановки, опору тіла людини, сили струму, час впливу електричного струму, умов навколишнього середовища і фізичного стану людини. Опір людини може бути різним і визначається головним чином опором шкіри (100 кОм), а опір внутрішніх органів (800 Ом). Тобто при пробої шкіри опір різко знижується.

При розрахунках опір тіла людини приймають рівним 1 КОм. Безпечна напруга це 12, 24, 36 В.

В випадку замикання однієї фази на корпус електрообладнання в ланцюгу замикання виникає однофазний струм короткого замикання. В результаті чого спрацьовує захист, перегорає запобіжник і відключає електроустановку такий захід захисту називається зануленням.

Рис 6.1 – Схема занулення

Протипожежна безпека.

Забезпечення пожежної безпеки являється однією із важливих задач охорони праці.

Основними небезпечними факторами пожежі для людей являються відкритий вогонь, іскри підвищена температура повітря і оточуючих предметів, токсичні продукти горіння, дим, знаходження технологічного обладнання під наругою і інше.

Для практичної реалізації профілактичних засобів на підприємстві організовують постійно діючу пожежно-технічну комісію, добровільну пожежну дружину.

Всі робітники проходять первинний і повторний протипожежний інструктаж.

Первинний протипожежний інструктаж в обов'язковому порядку проходять усі, знову що надходять на роботу. Його частіше всього об’єднують з інструктажем по охороні праці.

Повторний інструктаж проводять на робочому місці. В кожному випадку при появі диму, запаху гарі верстатник повинен;

- відключити подачу електроенергії до верстату, зупинити транспортні засоби, виключити вентиляцію;

- повідомити в пожежну охорону по телефону або сповіщателю пожежної сигналізації;

- прийняти міри по виклику до джерела пожежі начальника цеха, зміни, ділянки;

- приступити до гасіння пожежі первинними засобами пожежегасіння, які є в цеху.

Для протікання процесу горіння необхідні окислювач, горюча речовина і джерело запалення. Горюча рідина та окислювач складають горючу суміш, а джерело запалення визиває в ній реакцію окислення.

Найбільш частими причинами, коли електричні установки бувають в якості джерел запалення, являються: короткі замикання в електропроводках, електричному обладнані; струмові перевантаження; великі перехідні опори.

Швидку ліквідацію виникнення пожежі забезпечує вибір пожежегасіння.

Для припинення горіння використовують такі способи:

- Охолодження зони горіння або самих горючих речовин;

- Ізоляцію регулюючих речовин від зони горіння;

-Водою, піною, порошками, піском, інертними газами, покривалами із негорючих матеріалів;

- Розбавлення регулюючих речовин;

-Хімічне гальмування реакції горіння галоідірованими вуглеводами (брометілом, фреонами)

Для ліквідації пожеж силами робітників, ділянки цеху повинні бути забезпечені згідно діючим нормам первинними засобами пожежегасіння. До числа первинних засобів пожежегасіння відносять внутрішні пожежні крани, вогнегасники, ручні насоси, бочки з водою, ящики з піском та пожежний інвентар.

Найбільше поширене в якості первинних засобів ліквідації вогню до прибуття пожежної команди – це гасіння за допомогою вогнегасників.

Згідно з ГОСТ 12,4009 - 83 "Пожарная техника для защиты объектов. Общие требования" вогнегасники класифікують на: хімічні пінні, вуглекислотні, вуглекислотне-брометилові, порошкові, повітро-пінні, рідинні.

Вогнегасник ОХП - 10. Вогнегасник хімічно - пінний складається з металевого корпусу, в якому розміщена кислотна частина заряду, а в стакані кислота. Стакан розміщений у верхній частині корпуса і його горловина закрита рухомим гумовим клапаном.

При застосуванні вогнегасника його слід, якомога ближче піднести до джерела пожежі, потім повернути рукоятку до відказу на 180°; перевернути вогнегасник дном до гори і трошки труснути його, направивши у вогонь струмінь піни.

Вага зарядженого вогнегасника 12,6 кг. тривалість дії 60с, дальність струї до 8м.

Вогнегасник ОХП — 10 призначений для гасіння пожеж, що починаються, твердих, рідких і газоподібних речовин і матеріалів.

Вогнегасник експлуатувати при температурі оточуючого середовища від 5 до 45 ºС. Не можна використовувати його для гасіння пожеж електроустановок, які знаходяться під напругою і речовин які запалюються при взаємодії з водою.

Шум і вібрація

Інтенсивність шуму в приміщенні залежить не тільки від прямого, а й від відбитого звуку. Так, як зменшити прямий звук неможливо, то ми зменшимо енергію відбитих хвиль за рахунок акустичної обробки приміщення, тобто збільшимо еквівалентну площу звукопоглинання шляхом встановлення звукопоглинаючого облицювання. В якості матеріалу для звукопоглинаючих покрить використовуємо скловолокно, склотканину та ПВ лист.

Для зниження вібрації все обладнання встановлене на віброізолюючі опори.

Запиленість і загазованість

На дільниці , що проектується є шліфувальні верстати. Для цих верстатів передбачена місцева витяжна вентиляція.

Антимікробний захист МОР проводиться добавленням присадок і періодичною пастеризацією рідини. Заміна МОР , очистка ємкостей для її приготування ,очистка трубопроводів і систем подачі проводиться не рідше одного разу на шість місяців. Зберігається МОР у чистих сталевих резервуарах. Для зменшення кількості аерозолі МОР у повітрі робочої зони використовують спеціальні конструкції для подачі і розпилення цієї рідини.

Безпека при експлуатації верстатних пристроїв

Для запобігання травмування необхідно виконувати вимоги ГОСТ12.2.029-88 «Станочные приспособления. Общие требования безопасности.»

Необхідно щоб:

а) зусилля затиску перевищувало зусилля різання у 2,5 рази;

б) зазор між прижимом і заготовкою був не більше 0,5мм;

в) виключалося накопичування стружки;

г) були застебнуті всі ґудзики на спецодязі. У пневмоприводі затиску на випадок можливого падіння тиску (обриву шлангу або падіння тиску повітря) в системі встановлений зворотній клапан, який встановлюється на вході у пневмоциліндр.

6.3 Спеціальний розрахунок

Проводимо розрахунок систем загального розмірного освітлення люмінесцентними лампами для виробничого приміщення, в якому виконуються зорові роботи високої точності (розряд ІІІв).

Розміри приміщення: довжина приміщення а=48м, ширина приміщення b=18м, висота Н=8м. приміщення має світлу побілку: коефіцієнт відбиття ρ_стелі=70%, ρ_стін=50%. Висота робочих поверхонь h_р=0,8м.

Мінімальне освітлення приміщення, в якому виконуються зорові роботи розряду ІІІв, становить Е=300 лм [5,т.3.1]. як світлові пристрої приймаємо світильники типу ЛПО01 (з двома лампами), які доцільно використовувати в даному випадку. Оскільки світильники кріпляться до стелі, то їх висота над підлогою не перевищує 3,2м, що не суперечить вимогам СНиП ІІ-4-79, відповідно до яких h_оmin=2,6-4м, коли у світильнику менше 4 ламп.

Визначаємо висоту ламп над робочою поверхнею:

Показник приміщення і становить:

При і=1,5 ρ_стелі=70%, ρ_стін=50%, для світильників ЛПО01 коефіцієнт використання рівний η=0,55.

Визначаємо необхідну кількість світильників для забезпечення необхідної нормованої освітленості робочих поверхонь, якщо відомо, що в кожному світильнику встановлено по дві лампи ЛБ-40, а світловий потік однієї такої лампи становить Ф_л=3200 лм:

Приймаємо 140 світильників, які для рівномірності освітлення розташовуємо у чотири ряди по 35 штук в кожному. Загальна довжина усіх світильників в ряді становитиме . Це значення менше довжини приміщення, тому між світильниками будуть розриви по 0,37м.

Визначаємо сумарну електричну потужність усіх світильників, встановлених в приміщенні:

7 ОРГАНІЗАЦІЙНО-ЕКОНОМІЧНИЙ РОЗДІЛ

7.1 Вибір та обґрунтування проектних рішень

Вихідні дані для виробництва деталі.

1) Назва деталі – Шпиндель.

2) Характеристика деталі:

Шпиндель – це деталь токарних і револьверних верстатів різних типів, свердлильних, фрезерних, різьбофрезерних, шліфувальних, різьбошліфувальних, тощо. Це основна частина верстату, тому що якість оброблюваної деталі залежить від якості шпинделя верстата. Призначення шпинделя – надавати заготовці, що обробляється, чи різальному інструменту обертання певної швидкості. Шпиндель верстата – це вал, призначений для передавання головного руху заготовці, що обробляється. Шпиндель обертається в підшипниках, які закріплені в корпусі передньої бабки. На його кінці, поверненому до середини верстата, є різь для нагвинчування планшайби або патрона для закріплення заготовки, що обробляється. Блок зубчатих коліс призначений для надання шпинделю обертання.

3) Маса деталі – 0,18кг

4) Відходи матеріалу – 0,04кг

5) Матеріал – легована сталь 40Х по ГОСТ4543-71

6) Ціна матеріалу – 3,5 грн/кг

7) Ціна відходів – 0,5 грн/кг

8) Вибране обладнання:

- верстат токарно-гвинторізний, ТС-70, кількість 2, потужність електродвигуна головного руху 10 кВт.

- верстат токарно-гвинторізний, 16Б16Т1, кількість 2, потужність електродвигуна головного руху 7,2 кВт.

- верстат універсально-фрезерний, СФ676, кількість 2, потужність електродвигуна головного руху 1,7 кВт.

- верстат круглошліфувальний, 3У10А, кількість 3, потужність електродвигуна головного руху 1,1 кВт.

- верстат токарний, ТС-70, кількість 1, потужність електродвигуна головного руху 5 кВт.

9) Операції, що виконуються на вибраному обладнанні:

Таблиця 7.1 – Операції, що виконуються на вибраному обладнанні.

Загальний час на виготовлення деталі складає

10) Вибір професії, розряди по операціях:

Таблиця 7.2 – Вибір професій і розряди по операціях

11) Річна програма випуску – 15000 шт.

12) Вибрані інструменти та пристрої:

Таблиця 7.3 – Вибір ріжучого інструмента по операціях

13) Спосіб отримання заготовки – деталь “Шпиндель” виготовлена з сортового прокату, круг Ø20, по ГОСТ2590-88.

7.2 Розрахунок калькуляції на виробництво деталі «Шпиндель»

Калькуляція собівартості є стандартним економічним документом, що офіційно визначає величину і склад собівартості того чи іншого виду продукції (послуги, замовлення). Результати розрахунку калькуляції заносимо в таблицю 7.4

7.2.1 Прямі витрати на виробництво деталі «Шпиндель»

В залежності від способу включення в собівартість окремих видів продукції, витрати діляться на прямі і непрямі. Під прямими витратами розуміють витрати, пов’язані з виробництвом продукції, які можуть бути безпосередньо включенні в їх собівартість. Під непрямими витратами розуміють витрати на утримання та експлуатацію обладнання, цехові витрати та інше. Ці витрати діляться на собівартість окремих виробів за допомогою спеціальних методів.

Розрахунок прямих витрат на виробництво продукції. Прямі витрати на виробництво продукції включає:

1. Вартість основних матеріалів;

2. Вартість допоміжних матеріалів, що використовуються на технологічні цілі;

3. Вартість палива та електроенергії для технологічних цілей;

4. Заробітна плата з відрахуваннями на соціальне страхування, в фонд зайнятості , пенсійний фонд.

5. Витрати на підготовку та освоєння виробництва;

6. Відшкодування зносу інструментів та пристроїв спеціального призначення.

Визначаємо вартість основних матеріалів за формулами:

, (7.1)

де С_м – вартість основних матеріалів, грн

Н_м – маса заготовки на 1 деталь, кг

Ц_м – діюча оптова ціна одного кг матеріалу

К_т.з. – коефіцієнт транспортно-складських витрат, приймаємо 12% від оптової ціни матеріалу.

Н_в – маса відходів з кожної деталі, кг

Ц_в – ціна відходів з кожної деталі, грн/кг

А – річна програма випуску деталей по дільницям

Величину відходів розраховуємо за формулою:

де Н_д – маса деталі в кг

Вартість комплектуючих та напівфабрикатів розраховуємо виходячи з умови, що вони складають 2% від вартості основних матеріалів (С_матер):

С_{м.допом.} = 0,02 · С_матер = 0,02 · 12636 = 252,72 грн. (7.2)

Визначаємо вартість палива та електроенергії для технологічних цілей. Визначаємо витрати електроенергії, що споживається в процесі виготовлення деталей.

, (7.3)

де - сумарна встановлена потужність обладнання, що використовується для обробки даної деталі; складає 46,1кВт.

F_д – дійсний річний фонд часу роботи обладнання; приймаємо в середньому 3600 годин.

К_з - середній коефіцієнт завантаження обладнання приймаємо К_з =0,9

К_м – коефіцієнт, що враховує встановлену потужність, яка використовується; приймаємо К_м=1

Ц_ел – тариф за 1 кВт·год використаної електроенергії; приймаємо на 1.01.2006 рік на даному підприємстві Ц_ел=0,3грн/кВт·год.

Для виробництва деталі вибране наступне обладнання:

• верстат токарно-гвинторізний, ТС-70, кількість 2, потужність електродвигуна головного руху 10 кВт.

• верстат токарно-гвинторізний, 16Б16Т1, кількість 2, потужність електродвигуна головного руху 7,2 кВт.

• верстат універсально-фрезерний, СФ676, кількість 2, потужність електродвигуна головного руху 1,7 кВт.

• верстат круглошліфувальний, 3У10А, кількість 3, потужність електродвигуна головного руху 1,1 кВт.

• верстат токарний, ТС-70, кількість 1, потужність електродвигуна головного руху 5 кВт.

Визначаємо витрати на стисле повітря:

, (7.4)

де Q_пов – річні витрати стислого повітря на технологічні потреби; приймаємо що за рік витрачається 12000м².

Ц_пов – вартість стислого повітря; приймаємо 0,016грн/м².

Визначаємо витрати на воду на технологічні потреби:

, (7.5)

де Q_води – річні витрати води на технологічні потреби; приймаємо що за рік витрачається 50м³.

Ц_води – води; приймаємо 1,1грн/м³.

Розраховуємо вартість палива та електроенергії на технологічні потреби:

(7.6)

Визначаємо прямі витрати на оплату праці, які включають основну і допоміжну заробітну плату. Для основних робітників застосовується відрядно-преміальна система оплати праці.

Визначаємо основну заробітну плату по формулі:

, (7.7)

де Т – трудомісткість виготовлення однієї деталі, яку визначаємо за формулою:

T_шті – норма часу на виконання відповідної операції, хв.

Т_ст.сер. – годинна тарифна ставка середнього розряду, визначаємо по формулі:

А – виробнича програма, 15000 шт.

Визначаємо додаткову заробітну плату основним робітникам:

, (7.8)

де П – відсоток премії; приймаємо 10%.

Визначаємо загальну заробітну плату:

(7.9)

Визначаємо відрахування в фонди:

• державний фонд пенсійного страхування;

• державний фонд соціального страхування в зв’язку з непрацездатністю;

• фонд соціального страхування від нещасних випадків на виробництві;

• державний фонд на випадок безробіття,

які складають на даному підприємстві 39,77% від загальної заробітної плати:

(7.10)

Визначаємо річний фонд заробітної плати:

(7.11)

Витрати на підготовку та освоєння виробництва в курсовій роботі не розраховуємо.

Визначаємо відшкодування зносу інструментів та пристроїв спеціального призначення на технологічні цілі. Розрахунок виконуємо укрупненим методом та приймаємо рівним 0,15% від вартості інструмента та пристроїв спеціального призначення:

, (7.12)

Приймаємо В_інстр=500грн, бо деталь виконується більше ніж за 5 операцій.

Результати розрахунків заносимо в таблицю 7.4.

Таблиця 7.4 – Прямі витрати на виготовлення деталі «Шпиндель».