Розробка технологічного процесу механічної обробки деталі Шпиндель

ЗМІСТ
Анотація
Вступ
1. Загальний розділ
1.1 Службове призначення та опис об’єкта виробництва
1.2.Характеристика існуючого виробництва (цеха, дільниці, комплексу верстатів). Тип виробництва, ринкова потреба, річний об’єм виробництва
1.3 Аналіз технологічності об’єкта виробництва, аналіз використаних матеріалів
1.4 Обґрунтування технологічних документів, що підлягають розробці. Вибір засобів, методів та режимів проектування
2.Технологічний розділ
2.1 Аналіз існуючих, вибір, обґрунтування та проектування нових заготовок
2.2 Аналіз існуючого, вибір та обґрунтування нового технологічного процесу механічної обробки
2.2.1 Вибір та обґрунтування технологічних баз
2.2.2 Вибір плану та методу обробки окремих поверхонь
2.2.3 Розробка та обґрунтування маршруту обробки
2.2.4 Вибір оснащення технологічного процесу
2.3 Вибір методів контролю та вимірювальних інструментів
2.4 Визначення припусків та міжопераційних розмірів
2.5 Визначення режимів різання
2.6 Нормування технологічного процесу
3. Конструкторський розділ
3.1 Розрахунок та конструювання спеціальних пристроїв
3.2 Розрахунок та конструювання ріжучого інструмента
3.3 Розрахунок та конструювання вимірювального інструмента
4.Експериментально-дослідний розділ (виготовлення пристроїв, стендів, розробка програмного забезпечення)
4.1 Розробка керуючої програми обробки деталі на верстаті з ЧПК
4.2 Проектування маршрутної технології обробки з вибором ріжучого та допоміжного інструментів
4.3 Розробка операційної технології з розрахунком режимів різання і побудовою траєкторії руху ріжучих інструментів
4.4 Визначення координат опорних точок траєкторії руху ріжучого інструмента
4.5 Складання розрахунково-технологічної карти наладки верстата...
4.6 Кодування керуючої програми
5. Проектування виробничої структури
5.1 Характеристика виробничої структури, що проектується
5.2 Програма, потрібна кількість та рівень завантаження обладнання та робочих місць
5.3 Планування обладнання та робочих місць
6. Охорона праці та аварійна небезпека
6.1 Аналіз виробничих умов
6.2 Створення безпечних, нешкідливих умов праці
6.3 Спеціальний розрахунок
7. Організаційно-економічний розділ
7.1 Вибір та обґрунтування проектних рішень
7.2 Розрахунок калькуляції на виробництво деталі
7.2.1 Прямі витрати на виробництво деталі
7.2.2 Непрямі витрати на виробництво деталі
7.2.3 Визначення структури собівартості одиниці продукції
7.2.4 Аналіз структури собівартості продукції і розробка заходів по зниженню собівартості
7.3 Розрахунок показників економічної ефективності від впровадження заходів по зниженню собівартості
7.4 Техніко-економічні показники проекта
Література
АНОТАЦІЯ
Даний дипломний проект по розробці технологічного процесу механічної обробки деталі “Шпиндель” ЧПТ.0227.06.008 вміщує детальний опис деталі, характеристику існуючого типу виробництва, якісний і кількісний аналіз деталі на технологічність. В дипломному проекті проведено аналіз використаних матеріалів та розраховано аналітичним методом і доведено правильність вибору заготовки. Розроблений і вироблений новий технологічний процес, що включає вибір технологічних баз, характеристику обробки окремих поверхонь деталі з розрахунком припусків та міжопераційних розмірів на них, визначення режимів різання та розрахунок норм часу по операціях. Детально обґрунтовано вибір технологічного оснащення та методи контролю з підбором вимірювальних інструментів для кожної операції.
Аналітично розраховано та сконструйовано спеціальний пристрій для закріплення шпинделя під час роботи на універсально-фрезерному верстаті СФ676, спеціальний ріжучий інструмент, спеціальний контрольно-вимірювальний пристрій.
Для даної деталі, виходячи з кількості та типу верстатів, спроектована дільниця механічного цеху з описанням охорони праці, екологічної та аварійної безпеки виробництва.
Обґрунтовано організаційно-економічні нормативи, дано оцінку ефективності проектних рішень та доведені техніко-економічні показники проекту.
Пояснювальна записка дипломного проекту містить аркушів та технологічний процес на механічну обробку деталі ЧПТ.0227.06.008.
Графічна частина включає: робочі креслення деталі та заготовки, карту технологічних наладок, складальні креслення спеціальних установочного та контрольно-вимірювального пристроїв, креслення інструменту та план дільниці механічного цеху для обробки типових деталей.
ВСТУП
Провідне місце в розвитку економіки країни належить галузям машинобудування, які забезпечують матеріальну основу технічного прогресу всіх галузей народного господарство. В даний час машинобудування не володіє достатньо потужною виробничою базою. Це пов’язано з непристосованістю промисловості України до самостійного розвитку та рядом інших причин.
Моральне старіння продукції машинобудування дуже часто настає значно швидше її фізичного старіння, при цьому строки стійкого масового чи серійного виробництва скоротилися 10…15 до 3…5 років, а для впровадження у виробництво нових виробів на кожну тисячу деталей необхідно розробити понад 15 тисяч одиниць різноманітної технічної документації та виготовити до 5 тисяч різних видів технологічного оснащення. Все це потребує підвищення технології методів організації та управління процесами виробництва.
Практичному здійсненню широкого застосування прогресивних типових технологічних процесів, оснащення та обладнання, засобів механізації та автоматизації, що відповідають сучасним досягненням науки і техніки, сприяє Єдина система технологічної підготовки виробництва (ЄСТПВ), що забезпечує для всіх підприємств та організацій системний підхід до оптимізації вибору методів та засобів технологічної підготовки виробництва (ТПВ).
Основними принципами ЄСТПВ є: запуск у виробництво виробів, відпрацьованих на технологічність, широке застосування типових технологічних процесів, стандартизація та механізація інженерно-технічних та керівницьких робіт. Важливе місце у вирішенні цих задач займає технологія машинобудування.
1 ЗАГАЛЬНИЙ РОЗДІЛ
1.1 Службове призначення та опис об’єкта виробництва
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.
Відповідальними поверхнями деталі є поверхні Æ 12k6 і Æ7k6 на які встановлюються підшипники для встановлення шпинделя в корпусі коробки швидкостей, а також Æ10k6 – для встановлення зубчатого колеса і поверхня, на якій нарізана різь М12´1,25-6е для встановлення трьохкулачкового патрона.
Деталь “Шпиндель” виготовлена з сортового прокату круг Ø20 по ГОСТ2590-88. Так як деталі типу “вал” беруть участь в обертових рухах і сприймають та передають крутильні моменти, а наша деталь сприймає дуже великі навантаження, то вибираємо матеріал: Сталь 40Х ГОСТ4543-71.
1.2 Характеристика існуючого виробництва (цеха, дільниці). Тип виробництва, ринкова потреба, річний об'єм виробництва
Визначення типу виробництва виконують беручи за основу габарити, масу і річний об’єм випуску передбаченим дипломним завданням.
Тип виробництва і відповідні йому форми організації визначають з характеристик технологічного процесу його будови у відповідності із ГОСТ 3.1108-74; основною характеристикою типа виробництва є коефіцієнт закріплення операцій (КЗ.О.), який показує відношення кількості усіх різних технологічних операцій до кількості робочих місць.--PAGE_BREAK--
Вихідні дані:
Річна програма випуску деталей Nвип = 15 тис. штук.
Кількість деталей на виріб m=1 шт.
Запасні частини β=3%.
Режим роботи підприємства 2 зміни на добу.
Визначаємо річну програму запуску деталей на підприємстві за формулою:
/>, [9,C.21]
Nзап=/>шт.
Дійсний розрахунковий річний фонд часу роботи обладнання на рік в годинах знаходимо по наступних даних: [9,C.98,T.14]
Fg = 4015 год., для універсальних верстатів.
Fg = 3890 год, для верстатів з ЧПК.
Визначаємо кількість верстатів для виготовлення деталей „Шпиндель”. Розрахунок ведемо на підставі штучнокалькуляційного часу витраченого на кожну механічну операцію за формулою:
/>(шт.) (1.1)
де ηз.н. – нормативний коефіцієнт завантаження обладнання, ηз.н. = 0,85;
Тшт. – штучний час на операцію, хв.
Підставляємо дані в формулу 1.1:
1) для токарної операції:
/>
2) для токарної операці:
/>
3) для токарної операції з ЧПК:
/>
4) для токарної операції з ЧПК:
/>
5) для токарної операції:
/>
6) для фрезерної операції:
/>
7) для фрезерної операції:
/>
8) для круглошліфувальної операції:
/>
9) для круглошліфувальної операції:
/>
10) для круглошліфувальної операції:
/>
Визначаємо коефіцієнт завантаження робочого місця по формулі (1.2)
/>(1.2)
де Р- вибрана кількість верстатів.
Підставляємо дані в формулу 1.2:
1) коефіцієнт завантаження робочого місця токарного верстата:
/>
2) коефіцієнт завантаження робочого місця токарного верстата:
/>
3) коефіцієнт завантаження робочого місця токарного верстата з ЧПУ:
/>
4) коефіцієнт завантаження робочого місця токарного верстата з ЧПУ:
/>
5) коефіцієнт завантаження робочого місця токарного верстата:
/>
6) коефіцієнт завантаження робочого місця фрезерного верстата:
/>
7) коефіцієнт завантаження робочого місця фрезерного верстата:
/>
8) коефіцієнт завантаження робочого місця круглошліфувального верстата:
/>
9) коефіцієнт завантаження робочого місця круглошліфувального верстата:
/>
10) коефіцієнт завантаження робочого місця круглошліфувального верстата:
/>
Визначаємо кількість операцій на одному робочому місці за формулою (1.3):
/>(1.3)
де ηз.н. — нормативний коефіцієнт завантаження обладнання;
ηз.ф. — коефіцієнт завантаження обладнання:
1) кількість операцій на токарному верстаті:
/>
2) кількість операцій на токарному верстаті:
/>
3) кількість операцій на токарному верстаті з ЧПУ:
/>
4) кількість операцій на токарному верстаті з ЧПУ:
/>
5) кількість операцій на токарному верстаті:
/>
6) кількість операцій на фрезерному верстаті:
/>
7) кількість операцій на фрезерному верстаті:
/>
8) кількість операцій на круглошліфувальному верстаті:
/>
9) кількість операцій на круглошліфувальному верстаті:
/>
10) кількість операцій на круглошліфувальному верстаті:
/>
Результати заносимо в таблицю 1.1.
Таблиця 1.1 – Дані для розрахунку коефіцієнта закріплення операцій.
Поз.    продолжение
--PAGE_BREAK--
Назва операіції
Тшт.к.хв.
Ср
Спр
ηз.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








ΣСпр =10


ΣО=247,98
Визначаємо коефіцієнт закріплення операцій за формулою:
/>
/>
Це значить, Кз.о. належить дрібносерійному виробництву. (
Дрібносерійним називається таке виробництво, при якому виготовлення виробів проводиться партіями або серіями, що складаються з однойменних, однотипних по конструкції і однакових за розмірами виробів, що запускаються у виробництво одночасно. Основним принципом цього виду виробництва є виготовлення всієї партії (серії) цілком як в обробці деталей, так і в збірці.
У дрібносерійному виробництві технологічний процес переважно диференційований, тобто розчленований на окремі операції, які закріплені за певними верстатами.
Верстати тут застосовуються різноманітних видів: загального призначення (універсальні), спеціалізовані, спеціальні, автоматизовані, агрегатні. Верстатне устаткування повинно бути спеціалізовано такою мірою, щоб був можливий перехід від виробництва однієї серії машин до іншої, що дещо відрізняється від першої в конструктивному відношенні, або перехід від одного типу машини до іншого.
При використанні верстатів загального призначення (універсальних) повинні широко застосуються спеціалізовані і спеціальні пристосування, спеціалізований і спеціальний ріжучий інструмент або пристосований для даної операції — нормальний і, нарешті, вимірювальний інструмент у вигляді граничних (стандартних і спеціальних) калібрів і шаблонів, що забезпечують взаємозамінність оброблених деталей. Все це устаткування і оснащення в серійному виробництві можна застосовувати достатньо широко, оскільки при повторюваності процесів виготовлення одних і тих же деталей вказані засоби виробництва дають техніко-економічний ефект, який з великою вигодою окупає витрати на них. Проте у кожному окремому випадку при виборі спеціального або спеціалізованого верстата, виготовленні дорогого пристосування або інструменту необхідно підрахувати витрати і очікуваний техніко-економічний ефект.
Дрібносерійне виробництво є найбільш поширеним видом виробництва загалом і середньому машинобудуванні. До цього виду виробництва відносяться: верстатобудування, тепловозобудування і дизелебудування, виробництво пресів, компресорів, насосів, вентиляторів, текстильних машин, деревообробних верстатів, устаткування для харчової і лісової промисловості, для комунального господарства, транспорту і т.д.
1.3 Аналіз технологічності об’єкта виробництва, аналіз використаних матеріалів
Ефективність конструкції визначається технологічністю. Це сукупність властивостей конструкції, що виявляються в оптимальних затратах праці, коштів, матеріалів і часу в процесі підготовки виробництва, виготовлення, експлуатації та ремонту порівняно з відповідними показниками одно типових конструкцій того ж призначення для забезпечення необхідних величин показників якості та умов виготовлення, експлуатації та ремонту. Аналіз технологічності включає кількісну і якісну характеристику технологічності деталі.    продолжение
--PAGE_BREAK--
Кількісна характеристика технологічності деталі:
Технологічну особливість деталі характеризують коефіцієнт використання матеріалу, коефіцієнт точності обробки та коефіцієнт шорсткості поверхні. Ці коефіцієнти визначаються у відповідності з ГОСТ 18831-73.
Визначення коефіцієнта використання матеріалу:
/>
Отже деталь технологічна.
2) Визначення коефіцієнта точності обробки:
Квалітет точності
Кількість поверхонь
14
12
12
1
11
5
7
3
6
3
Середня точність:
/>
/>
/>
/>
Отже деталь технологічна.
3) Визначення коефіцієнту шорсткості поверхні:
Шорсткість поверхні
Кількість поверхонь
0,4
2
0,8
2
1,6
2
6,3
18
Середня шорсткість:
/>
/>
/>
/>
Отже деталь технологічна.
Якісна характеристика технологічності деталі:
Деталь “шпиндель”, тобто вал з L>2d з зовнішніми поверхнями обертання, з двохсторонніми уступами, з зовнішньою різзю, без центрального отвору, без додаткових отворів, має паз для передачі крутного моменту зубчатому колесу, і дві грані на зовнішній поверхні.
Деякі діаметральні розміри шпинделя відповідають 6-му та 7-му квалітетам точності, а лінійні розміри – 11-му, 12-му та 14-му квалітетам точності – це дає основу вважати шпиндель точною деталлю.
Шорсткість поверхонь торців валу по Ra0,8 і шорсткості більшості циліндричних поверхонь Ra0,4; Ra1,6; та Ra6,3 свідчить про високі вимоги до якості оброблених поверхонь.
Твердість вала HRC 30...35 має бути досягнута покращенням (закалкою з послідуючим високотемпературним відпуском). Так як сталь 40Х з вказаною твердістю можна оброблювати лезвійними інструментами, то вказану обробку слід виконувати або до механічної обробки (тобто на вихідній заготовці після протягування), або після чорнового етапу обробки.
Двохстороннє розташування уступів у вала і фасонних поверхонь являються признаками технологічності деталі, так як дозволяють виконувати механічну обробку валу високотехнологічними методами, хоча наявність різі, пазу та граней не сприяють цьому. Але загалом деталь можна вважати технологічною.
Висока жорсткість (L
Наявність двох центрових отворів дозволяють мати при обробці достатньо точну постійну технологічну базу.
При обробці має бути врахована наявність ряду технічних вимог про обмеженню биття.
Габаритні розміри виробу – найбільший діаметр шпинделя (dmax=18мм) і загальна довжина шпинделя (Lзаг=83мм) – надають невеликий вплив на вибір обладнання.
Незначна маса деталі і заготовки дають можливість не використовувати спеціальні підйомні і підйомно-транспортні засоби.
Дрібносерійний тип виробництва оказує великий вплив на характер проектуємого технологічного процесу. При такому типі виробництва слід застосовувати заготовки, по формі і розмірам наближені до деталі, використовувати прогресивні методи обробки, високопродуктивне обладнання і оснастку.
Можна застосувати високопродуктивні методи обробки поверхні фасонними різцями, але багато інструментальна обробка недоцільна через малі розміри деталі.
Виконаний конструкційно-технологічний аналіз деталі дозволяє зробити висновок, що дана деталь є досить технологічною деталлю.
Аналіз використаних матеріалів:
Так як деталі типу “вал” беруть участь в обертових рухах і сприймають та передають крутильні моменти, а наша деталь сприймає дуже великі навантаження, то вибираємо матеріал: Сталь 40Х ГОСТ4543-71.
Таблиця 1.2 – Хімічний склад матеріалів.
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
Таблиця 1.3 – Механічні властивості матеріалів.
Матеріал
Матеріал
sт, МПа
sвр, МПа
sз,%
y,%
r, Дж/см2
НВ
Використаний
40Х
550
780
12    продолжение
--PAGE_BREAK--
12
7850
288
Замінник
45Х
36
61
16
8
7850
197
де: r — густина матеріалу;
sвр – межа міцності при розтягуванні;
sт – межа текучості;
НВ – міцність по Брінелю.
Сталь 40Х як і сталь 45Х – легована сталь, з високою міцністю і в’язкістю. Використовуються для виготовлення різних навантажених деталей, що підвергаються гарту і відпуску.
Згідно рекомендації матеріал вибраний найбільш вдало.
2 ТЕХНОЛОГІЧНИЙ РОЗДІЛ
2.1 Аналіз існуючих, вибір, обґрунтування та проектування нових заготовок
По базовому підприємству заготовку отримують різкою з гарячекатаного круглого прокату />.Прокатування полягає в пропусканні нагрітого металу у вигляді зливка між валками відповідного профілю, що обертаються.
Для середньо серійного виробництва характерно використовувати в якості заготовок гарячекатаного прокату, відливок отриманих в піщано-глинястих формах, поковок отриманих ковкою, та штамповок.
В якості заготовки для порівняння беремо заготовку, виготовлену зі сталі 40Х методом штамповки. Штампування забезпечує високу продуктивність(в 50...100 разів більша, ніж куванням), високу точність розмірів і незначну шорсткість поверхні, можливість одержання деталі складної форми з однаковими розмірами, відсутність робітників високої кваліфікації, холодне калібрування поковок може замінювати фрезерування. Недоліками є висока вартість штампів, можливість використання штампа лише для однієї деталі, виготовлення деталей малої маси(0,3...100 кг).
Обраний спосіб отримання заготовки повинен забезпечувати найменшу собівартість деталі. При цьому важливе значення має економія металу, що іде в стружку. Отримана заготовка має бути максимально приближеної форми і розмірами до готової деталі. Але збільшення точності заготовки при невеликій програмі випуску може бути економічно невигідним, так як витрати на оснастку заготовчих процесів можуть перебільшити економію на механічній обробці та металі.
Зрівняємо два метода отримання заготовки.
Таблиця 2.1 – Варіанти вибору заготовки.
Дані для розрахунку вартості заготовки:
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 Об’єм виробництва 15000дет.
Варіант 1
/>

Рисунок 2.1 – Заготовка з гарячекатаного прокату
Вартість заготовки, отриманої з гарячекатаного прокату, визначаємо по формулі:
/>
де, М – витрати на матеріал заготовки;
/> — технологічна собівартість прокату.
Витрати на матеріал заготовки визначаємо по формулі:
/>
де, Q = 0,22кг – норма витрат на заготовку;
q = 0,18кг – маса готової деталі;
Sвідх = 300грн. – ціна 1 тони відходів;
S = 1180грн. – ціна 1 тони матеріалу заготовки.
Технологічну собівартість визначаємо по формулі:
/>
де, Сп.з. =367 — приведені затрати на робочому місці;
Тшт. = 0,259 — штучний час операції.
Тоді вартість заготовки:
/>
Варіант 2
Штампування. Вартість заготовки при штампуванні визначаємо по формулі:
/>
де, kт=1 – коефіцієнт залежний від класу точності;
kс=1 – коефіцієнт залежний від групи важкості;
kв=2 – коефіцієнт залежний від маси заготовки;
kм=1,18 – коефіцієнт залежить від матеріалу заготовки;
kn=1 – коефіцієнт залежний від об’єму виготовлення заготовок.
Економічний ефект від прийняття заготовки з прокату із штамповкою визначається по формулі:
/>/>
По розрахунках бачимо, що вартість заготовки в обох варіантах дуже відрізняється. Тому раціональніше вибрати метод отримання заготовки першого варіанту (гарячекатаний прокат) в зв’язку з меншими трудовими, матеріальними і економічними затратами.
Прокатування полягає у пропусканні нагрітого чи холодного металу у вигляді зливка між валками відповідного профілю, що обертаються. Відстань між валками менша, ніж товщина зливка, що обробляється, тому розміри його перетину зменшуються. Для одержання потрібної форми перетину роблять прокатування в кілька ходів, застосовуючи валки відповідної форми. Одержаний прокат може мати форму листів, смуг, прутків, труб тощо. Прокат потім можна зварювати, кувати, штампувати, пресувати, волочити та різати.
2.2 Аналіз існуючого, вибір та обґрунтування нового технологічного процесу механічної обробки
Технологічний процес обробки даної деталі розробляємо на базі обладнання механічного цеху підприємства.
2.2.1 Вибір та обґрунтування технологічних баз
Вихідними даними при виборі баз являється: робоче креслення деталі, технічні вимоги на її виготовлення, вид заготовки, стан поверхонь деталі.
Вибір баз – це найбільш вимогливий етап розробки технологічного процесу та проектування пристроїв. При невірному виробі баз можливий брак обробки, збільшується час на встановлення та зняття деталі (заготовки).
Технологічною базою на першу – токарну операції беремо необроблену зовнішню поверхню Ø20мм. Відносно цієї поверхні оброблюються поверхні, які пізніше слугуватимуть технологічними базами для інших операцій.    продолжение
--PAGE_BREAK--
При виборі технологічних баз на наступні операції спираємося на принцип постійності баз. Вибір баз на всіх операціях механічної обробки деталі формулюємо у вигляді таблиці.
Таблиця 2.2 – Базування заготовки.
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
2.2.2 Вибір плану та методів обробки окремих поверхонь
При розробці технологічного процесу керуються наступними засадами:
у першу чергу обробляють ті поверхні, що є базовими при подальшій обробці;
після цього обробляють поверхні з найбільшим припуском;
далі виконують обробку поверхонь, зняття металу з який у найменшому ступені впливають на твердість заготівлі;
у начало технологічного процесу варто відносити ті операції, на яких можна екати появи шлюбу через приховані дефекти металу (тріщин, раковин і т.п. );
поверхні, обробка яких зв'язана з точністю і допусками відносного розташування поверхонь (співвісності, перпендикулярності, паралельності і т.п. ), виготовляють при одній установці;
сполучення чорнової (попередньої) і чистовий (остаточної) обробок в одній операції і на тому самому устаткуванні небажано — таке сполучення допускається при обробці твердих заготівель з невеликими припусками;
при виборі настановних (технологічних) баз випливає прагне до дотримання двох основних умов: сполученню технологічних баз з конструкторськими (наприклад, отвір у корпусі насадної циліндричної фрези одночасно служить посадковим місцем для оправлення в процесі експлуатації і базою в більшості операцій); сталості баз, тобто вибору такої бази, орієнтуючись на який можна провести всю чи майже всю обробку (наприклад, центрові отвори вала, чи осі хвостовики інструмента, що ріже,).
Принцип базування повинен строго відповідати ДСТУ 388-76*.
Таблиця 2.3 – Вибір варіанта обробки окремих поверхонь.
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    продолжение
--PAGE_BREAK----PAGE_BREAK--
7
Слюсарна
Зняти зазубрини, приточити гострі кромки
8
Контрольна
Контроль розмірів заготовки та допусків на них
9
Термообробка
Відпуск вч№6
10
Слюсарна
Зняти окалину у пазу і на поверхнях під шліфовку
11
Круглошліфувальна
Доводка визначених поверхонь
12
Промивка


13
Контроль
Перевірити вимоги креслення
14
Транспортна
Транспортувати деталь на СТД
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 технологічнийпроцес 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.
Поз.
Ріжучий
інструмент
Позначення
Матеріал
ріжучої частини
ГОСТ
1.
2.
3.


4.
5.


6.
7.
8.
9.


Різець відрізний
Різець підрізний
Свердло центрове
Різець прохідний
Різець канавочний
Плашка
Набір фрез
Фреза Ø3Круг шліфувальний
2120-0507
2120-0507
2317-0103


2120-0023
2126-0007


2650-1761
2240-0421
2234-0157
-
Т15К6
Т15К6
Р18


Т15К6
ВК4


ВК8
Р18
Р18
Електрокорунд білий
18874-73
18874-73
14952-75


18880-73
18875-73


9740-71
28527-90
Ост244113-87
2424-83
10.


11.
Круг шліфувальний
Круг шліфувальний
-


-
Електрокорунд білий
Електрокорунд білий
2424-83


2424-83
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.    продолжение
--PAGE_BREAK--
Поз.
Операція
Найменування, модель,
тип обладнання
Коротка технічна характеристика
1
Фрезерна
Верстат фрезерний СФ-676


Розміри робочої вертикальної площі стола 500×200мм; Найбільше переміщення стола: поздовжнє 320мм, поперечне 300мм; Швидке переміщення м/хв.: поздовжнє 0,935, поперечне 0,935; Найбільша відстань від торця шпинделя до поверхні столу 250мм; Найбільший кут повороту у вертикальній площині ±90º; Найбільше переміщення шпинделя 60мм; робоча поверхня стола 630×200мм; Потужність електродвигуна 1,7кВт; Внутрішній конус шпинделя Морзе 4.
Поз.
Операція
Найменування, модель,
тип обладнання
Коротка технічна характеристика


2
Токарна
Верстат токарно-гвинторізний ТС-70
Найбільший діаметр оброблюваної заготовки: над супортом 224мм, над станиною 430мм; Найбільша довжина обробляємої заготовки 750мм, 1000мм,1500мм; Крок нарізаємої різьби: метричної 0,5-192мм, модульної 0,5-48, дюймових 24-1/>; Частота обертання шпинделя прямого обертання 12,5 – 2000 об/хв., зворотного 19 – 2420об/хв.; Число швидкостей шпинделя прямого обертання 23, зворотного 12; Подача супорта, мм/об: поздовжня 0,070 – 4,16, поперечна 0,035 – 2,08; Потужність електродвигуна головного приводу 10кВт; Найбільша маса оброблюваного виробу, що закріплений в патроні 200кг, в центрах 460, 650, 900кг; Розмір внутрішнього конуса у шпинделі Морзе 6, М80; Кінець шпинделя по ГОСТ 12593-72 6К, 6М; Діаметр циліндричного отвору в шпинделі 55мм.
Поз.
Операція
Найменування, модель,
тип обладнання
Коротка технічна характеристика
3
Токарна з ЧПУ
Верстат токарно-гвинторізний 16Б16Т1
Найбільший діаметр оброблюваної заготовки: над супортом 125мм, над станиною 320мм; Найбільший діаметр прутка, що проходить через отвір шпинделя 36мм; Найбільша довжина обробляємої заготовки 750мм; Крок нарізаємої різьби: метричної 0,05-40,95мм; Частота обертання шпинделя 40 – 2000 об/хв.; Число швидкостей шпинделя 18; Найбільше переміщення супорта: поздовжнє 700мм, поперечне 210мм; Подача супорта, мм/об: поздовжня 2 – 1200, поперечна 1 – 1200; Швидкість швидкого переміщення супорта: поздовжня 6000мм/об, поперечна 5000мм/об; Потужність електродвигуна головного приводу 4,2кВт; 7,2кВт; габаритні розміри 3100×1390×1870; маса 2350кг.
Поз.
Операція
Найменування, модель,
тип обладнання
Коротка технічна характеристика
4
Круглошліфувальна
Круглошліфувальний верстат 3У10А
Найбільший розмір установленої заготовки Ø100мм, l=160мм; Найбільший діаметр шліфування: зовн. 3-15мм, вн. 40мм; Найбільша довжина шліфування: зовн. 160мм, вн. 50мм; Висота центрів над столом 80мм; Найбільше продольне переміщення стола 200мм; Частота обертання шпинделя заготовки 100-950об/хв; найбільший розмір шліфувального круга 250мм; Частота обертання шпинделя шліфувального круга 1910об/хв; Потужність електродвигуна 1,1кВт.
2.3 Вибір методів контролю та вимірювальних інструментів
У кожної оброблюваної поверхні повинні бути:
виміряні всі або найбільш відповідальні розміри;
перевірена шорсткість;
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:
прийнятому методу вимірювання чи контролю;
допустимим похибкам вимірювання;
об’єму та типу виробництва;
вимогам економічної доцільності.
Таблиця 2.7 – Використовуємий вимірювальний інструмент.
Контрольні розміри
Вимірювальний інструмент
ГОСТ
Методи контролю
М12×1,25-6e




52,9;Ø18h14; Ø16h14; Ø12h7; Ø10,3;
Ø10h7; Ø7h6; 83h11;
Кільця різьбові
„пр”–0085410010000-143
„не”–0085610010000-135
Мікрометр МРН 0-25
Штангенциркуль
ШЦI – 125 – 0,1






4380-80    продолжение
--PAGE_BREAK--


166-89 --PAGE_BREAK--
50


30


10


5


150
50


30


20


15


610
36,6


30,5


24,4






-
-


-


-


-


-
2×910


2×136,6


2×90,5


2×54,4


1100
430


110


43


18


14,424
12,604


12,33


12,09


11,982


15,524
13,034


12,44


12,133


12


-
1820


274


240


108


-
2490


594


307


133


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 (dmax) отримуємо по розрахунковим розмірам, округленим до точності допуску відповідного переходу.
dmax4=12мм
dmax3=12,133мм
dmax2=12,44мм
dmax1=13,034мм
dmaxзаг=15,524мм
Найменші граничні розміри (dmin) визначаємо з найбільших граничних розмірів відніманням допусків відповідних переходів.
dmin4=12-0,018=11,982мм
dmin3=12,133-0,043=12,09мм    продолжение
--PAGE_BREAK--
dmin2=12,44-0,11=12,33мм
dmin1=13,034-0,43=12,604мм
dminзаг=15,524-1,1=15,424мм
Результати розрахунку заносимо у таблицю.
Максимальні граничні значення припусків 2Zmax рівні різниці найбільших граничних розмірів по формулі:
/>
Під кінцеве шліфування: />
Під попереднє шліфування: />
Під чистове точіння: />
Під чорнове точіння: />
Мінімальні граничні значення припусків 2Zmin 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.
Поверхня
Припуски
Поверхня
Припуски
Точіння чистове
Фрезерування
Ø18h14
0,75
13h7
0,7
Ø16h14
0,75
8js14
0,7
Ø12h7
0,75
Шліфування
Ø10h7
0,7
Ø7h6
0,3
Ø10h6
0,7
Ø10h6
0,3
Ø7h6
0,7
Ø12h7
0,3
М12×1,256g
0,75
Ø16h14
0,36

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:
Глибина різання:
t=D-d/2=20-10=10мм
Подача:
S0=0,4мм/об (1. табл.5 с.266)
Швидкість різання визначаємо за формулою:
/>
де Сv=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;
Кuv=1,0 – коефіцієнт на інструментальний матеріал;
Кnv=0,9 – коефіцієнт, що враховує стан поверхні заготовки;
КTv=1,0 – коефіцієнт, що враховує кількість одночасно працюючого інструменту;
KTc=1,0 – коефіцієнт, що враховує кількість обслуговуємих верстатів;
Кφv=1,0 – коефіцієнт, що залежить від головного кута в плані;    продолжение
--PAGE_BREAK--
Кr=1,0 – коефіцієнт, що враховує вплив параметрів різця на силу різання;
/>
/>
Частота обертання шпинделя:
/>
/>
5. Корекційна швидкість різання:
/>
6. Сила різання:
/>
де Ср=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.
Кφр=0,89 – коефіцієнт, що враховує вплив геометричних параметрів ріжучої частини інструмента на складові сили різання.
КλР=1,0 – коефіцієнт, що враховує вплив геометричних параметрів ріжучої частини інструмента на складові сили різання.
КγР=1,0 – коефіцієнт, що враховує вплив геометричних параметрів ріжучої частини інструмента на складові сили різання.
КrP=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 кутγ=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:
Глибина різання:
t=D-d/2=1мм
Подача:
S0=0,4мм/об
Швидкість різання визначаємо за формулою:
/>
де Сv=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;
Кuv=1,0 – коефіцієнт на інструментальний матеріал;
Кnv=1 – коефіцієнт, що враховує стан поверхні заготовки;
КTv=1,0 – коефіцієнт, що враховує кількість одночасно працюючого інструменту;
KTc=1,0 – коефіцієнт, що враховує кількість верстатів, що обслуговувається;
Кφv=1,0 – коефіцієнт, що залежить від головного кута в плані;
Кr=1,0 – коефіцієнт, що враховує вплив параметрів різця на силу різання;
/>
/>
Частота обертання шпинделя:
/>
/>
Корекційна швидкість різання:
/>
6. Сила різання:
/>
де Ср=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.
Кφр=0,89 – коефіцієнт, що враховує вплив геометричних параметрів ріжучої частини інструмента на складові сили різання.
КλР=1,0 – коефіцієнт, що враховує вплив геометричних параметрів ріжучої частини інструмента на складові сили різання.
КγР=1,0 – коефіцієнт, що враховує вплив геометричних параметрів ріжучої частини інструмента на складові сили різання.
КrP=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:
/>    продолжение
--PAGE_BREAK--
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
То=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.
Поз.
Операція
t, мм
Sz,
мм/зуб
So,
об/хв
Sm,
мм/хв
V,
мм/хв
n,
хв-1
To,
хв
015
Токарна
















Відрізати заготовку
в розмір 83-0,2
0,5
-
0,6
-
21,98
350
0,052


Центрувати торець
3
-
0,12
-
30
470
0,05
025
Токарна з ЧПУ
















Точити Ø11,87-0,11
під різьбу
М12×1,25-6g
4,1
-
0,4
-
15,7
250
0,17


Точити канавку I
1,87
-
0,2
-
18,6
500
0,0187
030
Різьбонарізна
















Нарізати різьбу
М12×1,25-6g
-
-
-
0,5
3
100
1,05
045
Фрезерна
















Фрезерувати
дві лиски
2,5
0,06
-
450
188,4    продолжение
--PAGE_BREAK----PAGE_BREAK--
0,18
6,6
0,049
0,035
0,903
1,056
030
Токарна
0,604
0,18
6,6
0,041
0,037
0,89
1,031
045
Фрезерна
0,036
1,83
8,4
0,13
0,09
2,08
2,12
055
Фрезерна
0,089
1,83
8,4
0,134
0,1
2,15
2,18
090
Круглошліфувальна
0,0595
-
0,125
095
Круглошліфувальна
0,11


0,231
100
Круглошліфувальна
0,168


0,353
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:
точність положення заготовки на верстаті;
надійність затиску;
зручність та безпека при роботі;
висока жорсткість системи ВПІД при дії сили різання;
забезпечення вільного підходу інструмента до всіх оброблюваних поверхонь;
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.    продолжение
--PAGE_BREAK--
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 Тз=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 Тз=0,16мм (з креслення де талі),
Кс=0,6 [2, с.59].
похибка базування ωб=0, тому що пристрій самоцентруючий і самозатискний;
похибка встановлення заготовки ωв.з.
/>
де похибка центрування заготовки ωц, здійснюється самоцентруючими призмами:
ωц=0,02мм за рекомендаціями [2, с.179].
Враховуємо допуск на зношування установчих елементів призм ωзн:
ωзн = 0,02мм за рекомендаціями [2, с.59].
похибка пристрою ωп складається з двох частин:
/>
де ωп1 – відхилення на розмір m, який визначає положення установа відносно установчих призм:
ωп1=0,04мм;
ωп2 – розраховується згідно умови непаралельності осі шпонки пристрою відносно установчих елементів пристрою. Приймаємо цю величину з умови, що а=0,02мм на 100мм довжини.
/>
тоді />
похибка встановлення інструмента ωн.і.:
ωн.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 КV=0,75;
Коефіцієнт CV=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 Ср=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.    продолжение
--PAGE_BREAK--
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 рп=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˚.    продолжение
--PAGE_BREAK--
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:
Глибина різання:
t=(D-d)/2=0,35мм
Подача:
S0=0,4мм/об
Швидкість різання визначаємо за формулою:
/>
де Сv=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;
Кuv=1,0 – коефіцієнт на інструментальний матеріал;
Кnv=1,0 – коефіцієнт, що враховує стан поверхні заготовки;
КTv=1,0 – коефіцієнт, що враховує кількість одночасно працюючого інструменту;
KTc=1,0 – коефіцієнт, що враховує кількість обслуговуємих верстатів;
Кφv=1,0 – коефіцієнт, що залежить від головного кута в плані;
Кr=1,0 – коефіцієнт, що враховує вплив параметрів різця на силу різання;
/>
/>
Частота обертання шпинделя:
/>
/>
5. Корекційна швидкість різання:
/>
6. Сила різання:
/>
де Ср=408
x=0,72
y=0,8
n=0
/>— поправочний коефіцієнт
/>— коефіцієнт, що враховує вплив якості обробляємого матеріалу на силові залежності.
Кφр=0,89 – коефіцієнт, що враховує вплив геометричних параметрів ріжучої частини інструмента на складові сили різання.
КλР=1,0 – коефіцієнт, що враховує вплив геометричних параметрів ріжучої частини інструмента на складові сили різання.
КγР=1,0 – коефіцієнт, що враховує вплив геометричних параметрів ріжучої частини інструмента на складові сили різання.
КrP=1,0 – коефіцієнт, що враховує вплив геометричних параметрів ріжучої частини інструмента на складові сили різання.
/>    продолжение
--PAGE_BREAK--
/>
7. Потужність різання:
/>
/>
/>
/>
Умова виконується.
Визначаємо розміри державки різця:
1. В якості матеріалу для корпусу різця вибираємо вуглецеву Сталь 50 з σв=420 МПа і допустимим напруженням на згинання σі.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:
Pz=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 Pz доп.>Pz
/>
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:
ПРmax=Ø11,9985мм
ПРmin=Ø11,9935мм
5) Визначаємо найменший розмір калібр-скоби:
/>
Виконавчі розміри для непрохідної частини калібр-скоби:
НЕmax=Ø11,9835мм
НЕmin=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
-0,018
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.    продолжение
--PAGE_BREAK--
Річна програма дільниці –
Змінність роботи – 2 зміни.
Умови виробництва – типова ділянка.
Таблиця 5.1 – Дані про технологічний процес обробки деталі.
Поз.
Назва операції
Модель верстата
Норми часу
Розряд






Тшт.k, хв
Тпз, хв.


010
Токарна
ТС-70
0,561
6,6
4
015
Токарна
ТС-70
0,561
6,6
4
020
Токарна з ЧПУ
16Б16Т1
1,15
6,6
3
025
Токарна з ЧПУ
16Б16Т1
1,056
6,6
3
030
Токарна
ТС-70
1,031
6,6
4
045
Фрезерна
СФ-676
2,12
8,4
5
055
Фрезерна
СФ-676
2,18
8,4
5
090
Круглошліфувальна
3У10А
0,125
7,05
4
095
Круглошліфувальна
3У10А
0,231
7,05
4
100
Круглошліфувальна
3У10А
0,353
7,05
4
5.2 Програма, контрольна кількість та рівень завантаження обладнання та робочих місць
Визначаємо розрахункову кількість верстатів по формулі.
/>, (5.1)
де Дз – програма запуску деталей, шт.;
tшт.к. – штучно-калькуляційний час, хв.
Fg – річний фонд часу, год.;
ηз.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    продолжение
--PAGE_BREAK--
/>
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
Номер операції
Назва
операції
Річний фонд часу
Кількість обладнання
Коефіцієнт завантаження, %
Коефіцієнт використання обладнання, %






Ср
Спр




010
Токарна
4015
0,04
1
4
8,91
015
Токарна
4015
0,04
1
4
8,91
020
Токарна з ЧПУ
3890
0,09
1
9
49,3
025
Токарна з ЧПУ
3890
0,08
1
8
43,4
030
Токарна
4015
0,076
1
7,6
58,6
045
Фрезерна
4015
0,16
1
16
1,7
055
Фрезерна
4015
0,16
1
16
4,1
090
Круглошліфувальна
4015    продолжение
--PAGE_BREAK----PAGE_BREAK--
Річний фонд часу,
н/г
Річний об’єм роботи, шт
Кількість верстатів, шт.
Коефіцієнт загрузки обладнання






Ср
Спр


Токарно-гвинторізний ТС-70
4015
10345,5
2,58
4
0,65
Токарно-гвинторізний з ЧПК, 16Б16Т1
3890
10597,5
2,73
4
0,68
Універсально-фрезерний СФ-676
4015
20655
5,15
7
0,74
Круглошліфувальний 3У10А
4015
3402
0,85
2
0,43
Сума


45000


17
Кз.о.=0,63
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.    продолжение
--PAGE_BREAK--
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.    продолжение
--PAGE_BREAK--
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.    продолжение
--PAGE_BREAK--
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 ρстелі=70%, ρстін=50%. Висота робочих поверхонь hр=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 hоmin=2,6-4м, коли у світильнику менше 4 ламп.    продолжение
--PAGE_BREAK--
Визначаємо висоту ламп над робочою поверхнею:
/>
Показник приміщення і становить:
/>
При і=1,5 ρстелі=70%, ρстін=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 Фл=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.
Поз.
Операція
Тшт-к
010
Токарна
0,561
015
Токарна
0,561
020
Токарна з
ЧПУ
1,15
025
Токарна з
ЧПУ
1,056
030
Токарна
1,031
045
Фрезерна
2,12
055
Фрезерна
2,18
090
Круглошліфувальна
0,125
095
Круглошліфувальна
0,231
100
Круглошліфувальна
0,353
Загальний час на виготовлення деталі складає />
10) Вибір професії, розряди по операціях:
Таблиця 7.2 – Вибір професій і розряди по операціях
№ операції
Професія
Розряд робітника
Тарифна ставка
010
Токар
3
2,5
015
Токар
3
2,5
020
Токар
5
4
025
Токар
5
4
030
Токар
4
3
045
Фрезерувальник
6
4,5
055
Фрезерувальник
6
4,5    продолжение
--PAGE_BREAK--
080
Токар
5
4
090
Шліфувальник
5
4
095
Шліфувальник
5
4
100
Шліфувальник
5
4
11) Річна програма випуску – 15000 шт.
12) Вибрані інструменти та пристрої:
Таблиця 7.3 – Вибір ріжучого інструмента по операціях
Поз.
Ріжучий
інструмент
Позначення
ГОСТ
1.
2.
3.
4.
5.
Різець відрізний
Різець підрізний
Свердло центрове
Різець прохідний
Різець канавочний
2120-0507
2120-0507
2317-0103
2120-0023
2126-0007
18874-73
18874-73
14952-75
18880-73
18875-73
6.
7.
8.
9.
10.
11.
Плашка
Набір фрез
Фреза Ø3
Круг шліфувальний
Круг шліфувальний
Круг шліфувальний
2650-1761
2240-0421
2234-0157
-
-
-
9740-71
28527-90
Ост244113-87
2424-83
2424-83
2424-83
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:
Вартість основних матеріалів;
Вартість допоміжних матеріалів, що використовуються на технологічні цілі;
Вартість палива та електроенергії для технологічних цілей;
Заробітна плата з відрахуваннями на соціальне страхування, в фонд зайнятості, пенсійний фонд.
Витрати на підготовку та освоєння виробництва;
6. Відшкодування зносу інструментів та пристроїв спеціального призначення.
Визначаємо вартість основних матеріалів за формулами:
/>, (7.1)
де См – вартість основних матеріалів, грн
Нм – маса заготовки на 1 деталь, кг
Цм – діюча оптова ціна одного кг матеріалу
Кт.з. – коефіцієнт транспортно-складських витрат, приймаємо 12% від оптової ціни матеріалу.
Нв – маса відходів з кожної деталі, кг
Цв – ціна відходів з кожної деталі, грн/кг
А – річна програма випуску деталей по дільницям
Величину відходів розраховуємо за формулою:
/>
де Нд – маса деталі в кг
/>
Вартість комплектуючих та напівфабрикатів розраховуємо виходячи з умови, що вони складають 2% від вартості основних матеріалів (Сматер):
См.допом. = 0,02 · Сматер = 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.
Fд – дійсний річний фонд часу роботи обладнання; приймаємо в середньому 3600 годин.
Кз — середній коефіцієнт завантаження обладнання приймаємо Кз =0,9
Км – коефіцієнт, що враховує встановлену потужність, яка використовується; приймаємо Км=1
Цел – тариф за 1 кВт·год використаної електроенергії; приймаємо на 1.01.2006 рік на даному підприємстві Цел=0,3грн/кВт·год.
Для виробництва деталі вибране наступне обладнання:    продолжение
--PAGE_BREAK--
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 Qпов – річні витрати стислого повітря на технологічні потреби; приймаємо що за рік витрачається 12000м2.
Цпов – вартість стислого повітря; приймаємо 0,016грн/м2.
/>
Визначаємо витрати на воду на технологічні потреби:
/>, (7.5)
де Qводи – річні витрати води на технологічні потреби; приймаємо що за рік витрачається 50м3.
Цводи – 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:
/>
Tшті – норма часу на виконання відповідної операції, хв.
Тст.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 Вінстр=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».
Поз.
Назва статей
Сума витрат, грн
Примітка
1
Прямі матеріальні витрати
1.1
Основні матеріали і сировина
12636
ф.7.1
1.2
Паливо та електроенергія на
основні технологічні цілі
45056,2
ф.7.6
2
Прямі витрати на оплату праці
2.1
Основна заробітна плата
8260,2
ф.7.7
2.2
Додаткова заробітна плата
826,02
ф.7.8
3
Інщі прямі витрати
3.1
Відрахування в фонди державного
пенсійного страхування,
на випадок безробіття, державні
фонди соціального страхування
в зв’язку з непрацездатністю,
фонд соціального страхування
від нещасних випадків на виробництві
3613,59
ф.7.10
3.2
Відшкодування зносу інструменту
та пристроїв спеціального призна-
чення
11250
ф.7.12    продолжение
--PAGE_BREAK----PAGE_BREAK--
Сума, грн.
Питома вага, %
1
Прямі матеріальні витрати
1.1
Основні матеріали і сировина
Смат
0,8424
8,28
1.2
Паливо та електроенергія на
основні технологічні цілі
Сел
3,01
29,59
2
Прямі витрати на оплату праці
2.1
Основна заробітна плата
ЗПзаг
0,61
5,99
2.2
Додаткова заробітна плата






3.1
Відрахування в фонди
Відр
0,24
2,36
3.2
Відшкодування зносу інструменту
та пристроїв спеціального призна-
чення
Відшк
0,75
7,38
4
Всього прямі витрати
ΣВпрямі
5,44
-
5
Загальні виробничі витрати
ЗПзаг
4,72
46,4
6
Виробнича собівартість
Собвир
10,17
100
7
Передбачуваний прибуток
Приб
1,02
-
8
Оптова ціна
ОЦ
11,19
-
9
ПДВ
ПДВ
2,24
-
10
Відпускна ціна
ВЦ
13,43
-
Розрахунок собівартості продукції по статтям калькуляції (на одиницю продукції).
Основні матеріали, сировина:
/>
Паливо та електроенергія на технологічні цілі:
/>
2 Прямі витрати на оплату праці:
/>
3.1 Відрахування в фонди:
/>
3.2 Відшкодування зносу інструменту та пристроїв спеціального призначення:
/>
4 Прямі витрати:
/>
5 Загальновиробничі витрати:
/>
6 Виробнича собівартість:
/>
7 Передбачуваний прибуток:
/>
8 Оптова ціна:
/>
9 Податок на додану вартість:
/>
10 Відпускна ціна:
/>
Визначаємо структуру собівартості по статтям витрат, яка показує у відсотках частину кожної статті витрат у виробничій собівартості:
1.1 Матеріали і сировина:
/>
1.2 Паливо та електроенергія:
/>
2 Прямі витрати на оплату праці:
/>    продолжение
--PAGE_BREAK--
3.1 Відрахування в фонди державного пенсійного страхування, на випадок безробіття, державні фонди соціального страхування в зв’язку з непрацездатністю, фонд соціального страхування від нещасних випадків на виробництві:
/>
3.2 Відшкодування зносу інструменту і пристроїв спеціального призначення:
/>
5 Загальновиробничі витрати:
/>
Виробнича собівартість деталі «Шпиндель» складає 10,17 грн., передбачуваний прибуток при виробництві деталі складає 1,02 грн., оптова ціна деталі складає 11,19 грн., а відпускна ціна деталі складає 13,43 грн.
7.2.4 Аналіз структури собівартості продукції і розробка заходів по зниженню собівартості
Виходячи з структури собівартості в результаті її аналізу визначили, що найбільші витрати при виробництві деталі «Шпиндель» припадають на загальновиробничі витрати 46,4%. На основі цього аналізу розробляємо заходи по зниженню собівартості виготовлення деталі «Шпиндель».
Можливі шляхи зниження собівартості:
46,4% – загальновиробничі витрати – скорочення витрат на утримання управлінського персоналу цеху та заводу. Скорочення інших елементів загальновиробничих витрат.
29,59% – паливо та електроенергія на основні технологічні цілі – економічне використання палива та електроенергії. На Україні у 90-х роках прийнятий і діє закон «Про енергозбереження» на всіх підприємствах.
8,28% – основні матеріали і сировина – економічне використання сировини та матеріалів за рахунок застосування більш економічного методу отримання заготовок, а також придбання сировини і матеріалів за більш економічними цінами.
7,38% – відшкодування зносу інструменту та пристроїв спеціального призначення – економічне використання інструменту та пристроїв спеціального призначення, продовження терміну їх експлуатації.
5,99% – прямі витрати на оплату праці – механізація та автоматизація ручних операцій, впровадження новітніх технологій.
7.3 Розрахунок показників економічної ефективності від впровадження заходів по зниженню собівартості
В даному розділі розраховуємо річний економічний ефект від впровадження заходів по зниженню собівартості деталі і термін окупності додаткових капіталовкладень, які використовуються на це впровадження. Річний економічний ефект визначається за формулою:
/>(7.16)
/>(7.17)
/>(7.18)
/>(7.19)
де З1, З2 – приведені витрати відповідно до і після впровадження заходів по зниженню собівартості, грн.
А2 – річна програма випуску продукції, складає 15000шт.
С1, С2 – виробнича собівартість відповідно до і після впровадження заходів по зниженню собівартості.
Виходячи з розрахунків (таблиця 9) маємо: виробнича собівартість деталі «Шпиндель» складає С1=10,17 грн. Вважаємо, що в результаті розроблених заходів по зниженню собівартості вона знизиться на 1%:
/>
Ен – нормативний коефіцієнт економічної ефективності капіталовкладень, в машинобудуванні складає 0,14…0,15.
К1, К2 – капіталовкладення, які витрачаються на впровадження заходів по зниженню собівартості, грн. Виходячи з конкретних умов роботи підприємства маємо С2=10,07 грн., а (К2-К1)=2000 грн.
Визначаємо річний економічний ефект по формулі 7.19:
/>
Визначаємо термін окупності додаткових капіталовкладень на впровадження заходів по зниженню собівартості:
/>(7.20)
/>
Розрахунковий термін окупності капіталовкладень складає 1,67 року, а нормативний термін окупності капіталовкладень в машинобудуванні складає 6,7 року. Тому впровадження даних заходів по зниженню собівартості доцільне.
7.4 Техніко-економічні показники проекту
Таблиця 7.7 – Перелік технологічних показників курсової роботи.
№
Назва показників
Одиниця виміру
Показники
Примітки
1
1.1
1.2
1.3
1.4
Перелік обладнання
Токарно-гвинторізний верстат, ТС-70
Токарно-гвинторізний верстат, 16Б16Т1
Універсально-фрезерний верстат, СФ-676
Круглошліфувальний верстат, 3У10А


шт.
шт.
шт.
шт.


2
2
2
3


р.7.1
р.7.1
р.7.1
р.7.1
2.
Абсолютні показники






2.1
Річний випуск продукції в натуральному вигляді
шт.
15000
р.7.1
2.2
Річний випуск продукції в грошовому вигляді за виробничою собівартістю
грн.
152550
ф.7.21
2.3
Загальна вартість основних виробничих фондів дільниці
грн.
411264
р.7.3
2.4
Площа цеху
м2
848
р.5.3    продолжение
--PAGE_BREAK--
2.5
Чисельність промислового персоналу:
* Основних робітників:
— токар
— фрезерувальник
— шліфувальник
* Допоміжних робітників
Всього




чол.
чол.
чол.
чол.
чол.




6
2
3
6
17




р.7.1
3
Відносні показники






3.1
Випуск продукції на одного основного працівника в грошовому виразі
грн/чол
13868,18
ф.7.22
3.2
Випуск продукції на одного допоміжного робітника в грошовому виразі
грн/чол
25425
ф.7.23
3.3
Фондовіддача
-
0,37
ф.7.24
3.4
Випуск продукції на 1 м2виробничої площі
грн/м2
179,89
ф.7.25
3.5
Трудомісткість виготовлення одиниці продукції
год/шт
0,156
р.7.1
3.6
Трудомісткість виготовлення виробничої програми
год.
2340
ф.7.26
3.7
Фондоозброєність
-
37387,64
ф.7.27
3.8
Коефіцієнт використання матеріалу
-
0,82
ф.7.28
3.9
Виробнича собівартість одиниці продукції
грн.
10,17
р.7.3
Методика розрахунку показників таблиці 7.7.
п.2.2 Річний випуск продукції в грошовому вигляді (за виробничою собівартістю):
/>, (7.21)
п.3.1 Випуск продукції на одного основного працівника в грошовому виразі:
/>, (7.22)
п.3.2 Випуск продукції на одного допоміжного працівника в грошовому виразі:
/>, (7.23)
п.3.3 Фондовіддача:
/>, (7.24)
п.3.4 Випуск продукції на 1 м2 виробничої площі:
/>, (7.25)
п.3.6 Трудомісткість виготовлення виробничої програми:
/>, (7.26)
п.3.7 Фондоозброєність:
/>, (7.27)
п.3.8 Коефіцієнт використання матеріалу:
/>, (7.28)
СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ
1 Нефедов Н.А., Осипов К.А., Сборник забач 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.: Машиностроение, 1990. – 448с.: ил.Ф.Н.
2 Абрамов, Коваленко, Любимов и др., Справочник по обработке металлов резанием. – К.: Техніка, 1988. – 239 с., ил.
3 Справочник технолога – машиностроителя. В 2 – х т. С 74 Т1, 2/ Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерянова. — и. е изд., перероб. И доп. М.: Машиностроение, 1985. 496 с., ил.
4 Боровик, Проектування технологічного оснащення. Навчальний посібник, — К., інститут змісту і методів навчання, 1996 – 490 с.
5 Боженко, Технологія машинобудування проектування технологічного спорядження: посібник. – Львів, СВІТ 2001 .- 296с.; іл.
6 Горошкин, Приспособление для металлорежущих станков: справочник. – М.: Машиностроение, 1979 – 304с.
7 Микитянский, Точность приспособлений машиностроения. – М.: Машиностроение, 1984 – 128 с.; ил.
8 Горбацевич А.Ф “ Курсовое проектирование по технологии построения” Минси: “ Высшая школа” 1975
9 Корсаков, Основы конструирования приспособлений в машиностроении: учебник.-М, машиностроение.1979ю-288с.
10 Руденко П.А, Пректирование технологических процесов в машиностроении. – К.: “Высшая школа” 1985с.
11 Допуски и посадки в машиностроении, Справочник под редакцией А.С.Зенкина.К.В.Петко.-К.Теника.,1990.-236с.    продолжение
--PAGE_BREAK--
12 Режимы резания металлов: Справочник, под ред. Барановского — М; Машиностроение,1972,-407с.
13 Общемащиностроительные нормативы режимов резания для технического нормирования робот на тметалорежущих станках, Ч.1,2. Изд.2-е. – М: Машиностроение,1974.-616с.
14 Закон України “Про підприємства в Україні” Відомості Верховної Ради України — №24, 1999
15 Покропивний С.Ф, Економіка підприємства. – К.: КНЕУ 2000
16 Плоткин Л.Б., Янушкевич О.К, Організація і планування виробництва на машинобудівельному підприємстві. –Львів: Світ, 1994.
17 Методичні вказівки до виконання курсової роботи з предмету “Економіка, організація і планування машинобудівельного виробництва”, ЧПТ 2000
18 “Бізнес” прайс-листи, 20- 40, 2006
19 Грещан М.Г. Формулирование себестоимости промышленой продукции. – К.: УМКВО, 1998 – с75
4 ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-ДОСЛІДНИЙ РОЗДІЛ
4.1 Розробка керуючої програми обробки деталі на верстаті з ЧПК
Прив’язуючись до цехового обладнання на заводі бачимо, що програмно-комбінований верстат забезпечує виконання великої кількості механічних операцій без перебазування деталей з автоматичною зміною інструмента.
На них проводять чорнову, напівчистову та чистову обробку складних деталей, які мають в своєму складі десятки оброблюваних поверхонь, виконують різноманітні технічні переходи, зовнішнє і внутрішнє точіння, точіння фасонних поверхонь, різьбонарізання та ін.
4.2 Проектування маршрутної технології обробки з вибором ріжучого та допоміжного інструментів
Таблиця 4.1 – Вибір ріжучого і допоміжного інструменту для токарної операції з ЧПК.
Операція
Перехід
Ріжучий інструмент
Допоміжний інструмент
025
1
Свердло центрувальне
2317-0103 ГОСТ14952-75
19183163 – втулка перехідна
ТУ 2035-762-80


2
Різець прохідний
2120-0023 ГОСТ 18880-73
-


3
Різець канавочний
2126-0007 ГОСТ 18875-73
-
4.3 Розробка операційної технології з розрахунком режимів різання і побудовою траєкторії руху ріжучих інструментів
Таблиця 4.2 – Режими різання на токарну операцію з ЧПК.
№ перех.
t, мм
S, />
V, />
n, />
То, хв
1
3
0,12
30
470
0,05
2
4,1
0,4
15,7
250
0,17
3
1,87
0,2
18,6
500
0,0187
4.4 Визначення координат опорних точок траєкторії руху ріжучого інструмента
Таблиця 4.3 – Координати опорних точок траєкторії руху ріжучого інструмента на першому переході.
Поз.
x, мм
z, мм
x, имп
z, имп
100
100
10000
10000
1
100
00000
10000
2
1
00000
0100
3
-7,5
00000
-00750
4
1
00000
00100
5
100
1
10000
00100
6
100
100
10000    продолжение
--PAGE_BREAK----PAGE_BREAK--
100
10000
10000
4.5 Складання розрахунково-технологічної карти наладки верстата
Налагодження токарно-гвинторізного верстату з ЧПК на виконання операцій по розробленій керуючій програмі.
Порядок налагодження:
Ввести керуючу програму в пам’ять верстату з ЧПК;
Встановити та виконати прив’язку ріжучого інструменту;
Контроль чистової програми;
Порядок відпрацювання програми (перевірка правильності складеної програми);
Обробка заготовки в автоматичному режимі;
Контроль розмірів деталі у відповідності до креслення та корекції інструменту.
Налагодження програми токарно-гвинторізного верстату з ЧПК 16Б16Т1 доцільно виконувати в певній послідовності з розробленим технологічним процесом підбирають інструмент, закріплюють в робочій позиції, потім перевіряють працездатність робочих органів верстату на холостому ході в ручному режимі, а також справність систематизації на пульті керування. Після цього інструмент прив’язують до відповідної системи верстату. Згодом вводять програму.
Після обробки декількох деталей проводять подальший контроль.
4.6 Кодування керуючої програми
N01 T1
N02 M03
N03 M44
N04 S12
N05 F35
N06 x0~
N07 z100~
N08 z-750
N09 z100
N10 x10000~
N11 z10000~
N12 M05
N13 T2
N14 M03
N15 M44
N16 S40
N17 F35
N18 x1400~
N19 z100~
N20 z-1350
N21 x1410
N22 z100
N23 x0~
N24 z0~
N25 x867
N26 -45x1187
N27 z-1350
N28 x1200
N29 x10000~
N30 z10000~
N31 M05
N32 T3
N33 M03
N34 M44
N35 G97
N36 S20
N37 F35
N38 z-1600~
N39 x1300~
N40 x1000
N41 G04*
N42 P200
N43 F100
N44 x1300
N45 x10000~
N46 z10000~
N47 M05
N48 M30
Центрування торця:
/>
Точіння заготовки попередньо і кінцево:
/>
Точіння канавки:
/>