1.ОБЩАЯ ЧАСТЬ
1.1 Введение
Тема дипломногопроекта:”Спроектировать участок и разработать технологический процессизготовления детали № КБПА 451164.011 “Экран”.
Данную деталь получаютхолодной листовой штамповкой, которая является одним из наиболее прогрессивныхтехнологических методов производства; она имеет ряд преимуществ перед другимивидами обработки металлов, как в техническом, так и в экономическомотношении.
В техническом отношениихолодная штамповка позволяет:
1. получать детали весьмасложных форм, изготовление деталей другими методами обработки невозможно илизатруднено;
2. создавать простые ижёсткие, но легкие по массе конструкции деталей при небольшом расходематериала;
3. получатьвзаимозаменяемые детали с достаточно высокой точностью размеров,преимущественно без последующей механической обработкой.
В экономическом отношениихолодная штамповка обладает преимуществами:
1.экономичнымиспользованием материала и сравнительно небольшими отходами;
2. весьма высокойпроизводительностью оборудования, с применением механизации и автоматизациипроизводственных процессов;
3. массовым выпуском инизкой стоимостью изготавливаемых изделий;
Наибольший эффект отприменения холодной штамповки может быть обеспечен при комплексном решениитехнических вопросов на всех стадиях подготовки производства, начиная ссоздания технологичных конструкций или форм деталей, допускающее ихэкономичное изготовление.
По характеру деформацийхолодная штамповка расчленяется на две основные группы: деформация сразделением материала и пластические деформации.
Первая группа объединяетдеформации, которые приводят к тесному разделению материала путем среза иотделения одной его части от другой.
Группа пластическихдеформаций холодной листовой штамповки включает операции по изменению формыгнутых и полых листовых деталей.
Штамповка деталей путемвыполнения нескольких раздельных операций в большинстве случаев технологическине выгодно, и по этому применяют методы комбинированной штамповки,одновременно сочетающее две или несколько из указанных деформаций и отдельныхопераций. Кроме того, на производстве используют сборочно-штамповачныеоперации, основанные на применении деформации гибки, формовки или отбортовки.Кроме штамповочных операций в холодной штамповке применяют заготовительные,давильно-накатные, вспомогательные, термические и отделочные операции.
1.2 Общие сведения обизготавливаемой детали и анализ ее технологичности
Деталь № КБПА 451164.011“Экран” изготавливается из стали 12Х18Н10Т ГОСТ 4986-79.
Данная сталь являетсятонколистовой, легированной, конструкционной, качественной, с содержаниемуглерода до 0,12%.
“Экран” применяется втурбокомпрессоре ТКР 7.1.
Данная деталь имеетцилиндрическую форму с пробитым в центре дна отверстием диаметром 21,5 мм.
Деталь являетсятехнологичной, так как форма детали простая без узких и широких прорезей ивыступов.
/>
Рисунок 1.1 — Эскиздетали
Механические свойства ихимический состав стали 12Х18Н10Т приведены в таблице 1.1 и 1.2.
Таблица 1.1 –механические свойства стали 12Х18Н10Т.
Сопротивление
Срезу σср, кгс/мм2
Предел прочности σв,
Кгс/мм2 Относительное удлинение δ, % δ δ 20 53 40 -
Таблица 1.2 – химическийсостав стали 12Х18Н10Т.Cr Ni Ti C Si Mr S P Cu 17-19 9-11 5c-08 Не более 0,12 0,8 2 0,020 0,035 0,30
Технологические свойствастали 12Х18Н10Т
1. Температуразакалки ,0C:1050-1080 0C, охлаждение водой.
2. Сворачиваемость — сворачивается без ограничений. Способы сварки: РДС, ЭШС и КТС.
3. Обрабатываемостьрезанием — в закаленном состоянии при HB=169 и σв=610 Мпа, Кυ тв. спл.=0,85, Кυб. спл.=0,35.
4. Флокеночувствительность- не чувствительна.
2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯЧАСТЬ
2.1 Анализсуществующего технологического процесса изготовления детали и предложение поего усовершенствованию
Деталь № КБПА 451164.011“Экран” в настоящее время изготавливается по следующему технологическомупроцессу:
1.Отрезка
2. Последовательнаяштамповка
3. Промывка
4. Контроль
В качестве исходногоматериала используют стальной лист.
Подача заготовок иудаление отхода производится вручную.
В разработанномтехнологическом процессе в качестве исходного материала применяется рулоннаялента. Подача ленты в штамп осуществляется валковой подачей. Последовательнаяштамповка производится в штампах простого действия на прессе автомате К 2130;удаление детали производится по склизу, а удаление отхода – пневмосдувом.
Применение автоматическойподачи заготовок и удаление их из зоны штамповки повышает культурупроизводства, и обеспечивают технику безопасности производства.
2.2 Расчёт размеровисходной заготовки, выбор переходов штамповки
Деталь № КБПА 451164.011“Экран” получается вытяжкой. Диаметр заготовки для вытяжки детали круглойформы определяется по формуле:
/> (2.1)
где FД – площадь детали, мм2;
Диаметр деталиопределяется в соответствии с рисунком 2.1.
/>
Рисунок. 2.1. – Расчётнаясхема
/>, [8] стр.94табл. 32 (2.2)
где d — диаметр детали, мм;
h –высота детали, мм;
/>мм.
Принимаем />=124 мм
Расчетный коэффициентвытяжки цилиндрической детали с фланцем определяется по формуле
/> , (2.3)
/>.
/> [8] стр. 118 табл. 45
Так как /> то вытяжка деталиосуществляется за один переход, но учитывая конструкцию детали и ее габаритныеразмеры мы будем осуществлять вытяжку за два перехода:
1)Вырубка, вытяжка.
2)Вытяжка, формовка.
2.3 Раскрой материалаи определение коэффициента использования материала
Деталь № КБПА 451164.011“Экран” имеет круглую форму, поэтому применяется прямой тип раскроя. Шириналенты рулона определяется в соответствии с рисунком 2.2 по формуле:
/>, (2.4), [8]
где H = 124 мм – диаметр исходнойзаготовки;
b= 3 мм – величина перемычки.
/>
Рисунок 2.2 – Схемараскроя
/> мм.
Принимается ширина лентырулона 130 мм.
Шаг подачи определяетсяпо формуле:
/>, (2.5), [8]
где а = 3 мм – величина перемычки;
H = 124 мм – диаметр исходной заготовки.
/> мм.
Принимается шаг подачи 127 мм.
В качестве исходногоматериала применяется рулон:
/>
Массарулона определяется по формуле:
/>, (2.6)
где /> – объем рулона, мм3;
/> = 0,00000785 кг/мм3– плотность стали.
Объемрулона определяется по формуле:
/>, (2.7)
где D = 1200 мм – наружный диаметр рулона;
d = 600 мм – внутренний диаметр рулона;
В =130 мм ширина ленты рулона.
/> мм3.
/>кг.
Длиналенты определяется по формуле:
/>, (2.8)
где S = 1 мм – толщина материала.
/> мм.
Количестводеталей из рулона определяется по формуле:
/>, (2.9), [ ]
/>.
Принимается6675 штук.
Массанормы расхода определяется по формуле:
/>, (2.10), [ ]
/> .
Коэффициентиспользования материала определяется по формуле:
/>, (2.11), [ ]
где /> = 0,085кг – масса детали.
/>.
2.4 Расчеттехнологических усилий
2.4.1Расчет усилия штамповки в вырубном штампе
Усилиевырубки определяется по формуле:
/>, (2.12)
где k = 1,2 – коэффициент затуплениярежущих кромок;
l – периметрсреза;
S= 1 мм – толщина материала;
/> = 25 кгс/мм2 –сопротивление среза.
Периметрсреза равен:
/> мм.
/> Кн.
Усилиеснятия полосы с пуансона определяется по формуле:
/>, (2.13),[ ], с.21
где />= 0,06 – коэффициент,зависящий от типа штампа и толщины материала, с.21, табл. 6.
/> кН.
Общееусилие штампа составляет:
/>, (2.14)
/> кН.
2.4.2Расчет усилия вытяжки в вытяжном штампе
Усилиевытяжки определяется по формуле:
/>, (2.15)/> /> /> /> /> /> /> /> />
Где />=108 мм – диаметр детали напервом переходе;
S = 1 мм – толщина материала;
/>= 53 кгс/мм2 –предел прочности;
/>= 0,6 – коэфициент вытяжкицилиндрических деталей.
/>Кн.
Усилиевытяжки на втором переходе определяется по формуле:
/>, (2.16), [ ], с.172 табл.72
Где />=80 мм – диаметр детали навтором переходе;
S = 1 мм – толщина материала;
/>= 53 кгс/мм2 –предел прочности;
/>= 0,6 – коэффициент вытяжкинизких прямоугольных коробок.
/> Кн.
Общееусилие вытяжки определяется по формуле
/>
/>Кн.
Усилиеприжима определяется по формуле:
/>, (2.17),[ ], с.174
где q = 0,25 кгс/мм2 – давлениеприжима.
/>Кн.
Общееусилие штампа составляет:
/>, (2.18)
/> кН.
2.4.3Расчет усилия штамповки в совмещенном штампе
Усилиевырубки определяется по формуле:
/>,
где l – периметр среза.
Периметрсреза равен:
/> мм.
/>Кн.
Усилиеснятия полосы с пуансона определяется по формуле:
/>,
где />= 0,06.
/> кН.
Общееусилие штампа составляет:
/>,
/> кН.
Усилиепробивки определяется по формуле:
/>, (2.19), [ ], с.16
где l – периметр среза.
Периметрсреза равен:
/> мм.
/>Кн.
Усилиеснятия полосы с пуансона определяется по формуле:
/>, (2.20)
где />= 0,12.
/> кН.
Усилиепроталкивания детали через матрицу с цилиндрической шейкой определяется поформуле:
/>, (2.21)
где />= 0,07;
n = 6.
/> кН.
Общееусилие штампа составляет:
/>, (2.22)
/> кН.
Общееусилие пресса определяется по формуле:
/>, (2.23)
/> кН.
Порассчитанному усилию и габаритным размерам принимается многопозиционный пресс –автомат К 2130, технические характеристики которого приведены в таблице 2.1.
Таблица2.1 – Технические характеристики пресса – автомата К 2130Наименование характеристик Данные Единицы измерения Мощность электродвигателя 11,4 кВт Номинальное усилие 1000 кН Технологическая работа пресса … Наибольший ход ползуна 130 мм Наименьший ход ползуна 25 мм Частота движения ползуна 80
мин-1 Номинальная закрытая высота 400 мм Закрытая высота до рога - мм Уровень торца направляющих ползуна … мм Толщина подштамповой плиты 100 мм Изменение длины шатуна 100 мм
2.5Механизация и автоматизация процесса штамповки
Механизация – полная ичастичная замена физического труда человека работой машины, механизмов,приспособлений. Если рабочий не только управляет машиной, но и выполняет частьпроизводственной операции вручную, то механизация называется частичной.
Механизация процессовхолодной листовой штамповки заключается либо в объединении несколькихтехнологических операций в одном комбинированном штампе, либо в установкедополнительных приспособлений к штампам и прессам, так называемых подач.
Механизация кроме легкоучитываемой экономии на прямой заработок дает трудно учитываемую эффективностьот сокращения производственного цикла, ускорение оборачиваемости оборотныхсредств, уменьшение складских площадей.
При автоматизации, машинапо заданной программе выполняет подачу заготовки в штамп, удаление готовыхдеталей и отходов, рабочий – оператор, только контролирует ее работу.
Автоматизация листовыхштамповочных работ позволяет в несколько раз увеличить производительностьтруда, а также обеспечивает полную безопасность работы на прессах, так какотпадают ручные операции в рабочей зоне штампа.
Автоматизация меняетхарактер труда, сближает физический труд с умственным, повышает культурно –технический уровень трудящихся. Без автоматизации невозможны высокие темпыдальнейшего роста производительности труда и прогресса в машиностроении.
Механизации иавтоматизации удаления отходов и отштампованных деталей из штампов необходимоуделять наибольшее внимание, т.к. при ручной подаче заготовки и ручном удаленииготовой детали наиболее часто наблюдаются случаи травматизма.
Степень возможнойавтоматизации и механизации процессов штамповки зависит от типа и масштабапроизводства, а также от экономической целесообразности ее применения.
При автоматической подачеленты многооперационные последовательные штампы представляют собой полныйавтомат, применение которого позволяет сократить количество оборудования доодного пресса.
Стремление максимальноавтоматизировать процесс штамповки и увеличить производительность процессовпривело к созданию прессов – автоматов, производящих на одном прессе несколькоопераций – от первой до последней. Для осуществления этого процесса применяютсягрейферные подачи, позволяющие перемещение полуфабрикатов при помощи зажимныхпластин (линеек), имеющих возвратно-поступательное движение, по линиипередвижения заготовки. Грейферные подачи можно использовать не только длятранспортирования полуфабрикатов между позициями штамповки, но и для загрузкиисходной заготовки и выгрузки готового изделия.
Деталь № КБПА 451164.011“Экран” изготавливается из рулонной ленты. Учитывая многопозиционностьизготовления детали целесообразно применить штамповку на многопозиционномпресс-автомате, которая обеспечивает подачу, перемещение и удаление заготовок вавтоматическом режиме. Пресс оснащён устройством для принудительногоразматывания рулона, правильным устройством, валковой подачей для подачиматериала в зону штамповки. Схема валковой подачи представлена на рисунке 2.3.
/>
Рис. 2.3 – Схема валковойподачи
1- тяга; 2-ролик;3-падающий валок; 4-прижимной валок; 5-лента
Основой привода является клинороликовая муфта рабочего ихолостого хода. При движении тяги 1 вверх происходит заклинивание роликов,сцепление с наружной обоймой 3, поворот валков 4 и перемещение ленты навеличину шага подачи. При движении тяги вниз ролики соскальзывают, сцепления снаружной обоймой не происходит и валки не вращаются.
Валки, тянущей итолкающей подачи, расположены по обе стороны штампа, синхронно поворачиваются ипротягивают ленту через рабочую зону. Зазор между валками регулируетсяспециальным устройством. Привод валков осуществляется от коленчатого вала спомощью рычагов и крановых или фрикционных устройств. При движении ползунавверх валки поворачиваются и перемещают ленту на шаг подачи.
2.6 Отделочныеоперации
Отделочными считаютсятакие технологические операции, при которых устраняются мелкие дефекты детали.
Отделочные операцииприменяются для подготовки, улучшения качества поверхности детали, удаления изачистки заусенца. В зависимости от формы детали и свойства материала применяютмеханические, электрохимические и другие способы отделочных операций.
После вырубки и пробивкина материале появляется заусенец, который удаляется при помощи ручнойшлифовальной машины.
3 КОНСТРУКТОРСКАЯЧАСТЬ
3.1Описание конструкции и работы спроектированных штампов
Штампдля вырубки и вытяжки состоит из нижней (1) и верхней (8) плит, соединенныхмежду собой направляющими колонками (18) и втулками (17).
К верхнейплите (8) винтами (14) и штифтами (15) крепиться державка 9 в которойустановлена пуансон – матрица (7). В пуансон – матрице установлен толкатель(6).
К нижнейплите (1) Винтами (13) крепиться державка (4) и матрица (5). В матрицеустановлен упор (3) и пуансон (2) а также система толкателей (19).
Штампработает следующим образом. Заготовка подается валковой подачей на позициювырубки и вытяжки, устанавливается по упорам (21) на пуансон (2) и прижим (3).
Придвижении верхней части штампа вниз, под действием толкателя (20) пуансон — матрица (7) сначала вырубает заготовку из ленты а затем прижимает заготовку кприжиму (3), тем самым, опуская его и высвобождая вытяжной пуансон (2).Происходит вытяжка детали.
Привозвращении верхней части штампа в исходное положение толкатель (19) поднимаетприжим (5) и снимает деталь с пуансона (2).
/>
Штампдля обрезки и пробивки состоит из нижней плиты 1, верхней плиты 10 соединенныхмежду собой направляющими колонками 25 и втулками 24.
К нижнейплите 1 через подкладку 15 крепиться державка 2 винтами 19. В державкеустановлена матрица 14. В матрице установлен толкатель 16 с пробкой 21 ипружиной 26.
Кверхней плите 10 крепиться державка 8 и 12 винтами 20 и штифтами 23.Пуансон 7установлен в державке 8. В державке 12 установлена матрица 4. В матрицеустановлен съемник 6 и выталкиватель 5. Съемник действует от толкателя 27, 28траверсы 29. Заготовка для обрезки и пробивки на матрицу 14 подается пинцетом.При ходе верхней части штампа вниз пуансоном 13 и матрицей 4 осуществляетсяобрезка края а матрицей 14 и пуансоном 7 пробивка отверстия. При обратном ходе выталкиватель и съемник удаляют деталь из матрицы 4. Отход при пробивкеудаляется на провал. При помощи толкателя 16 деталь снимается с матрицы 14.
/>
3.2 Определениезакрытой высоты штампа
Штамп проектируется в егонижнем рабочем положении. В этом положении наилучшим образом увязываетсявзаимодействие рабочих, прижимающих и удаляющих деталей штампа.
Высота штампа в нижнемрабочем положении называется закрытой высотой штампа; она должна быть увязана сзакрытой высотой пресса.
Закрытая высота прессаназывается расстояние от плиты до ползуна пресса в его нижнем положении примаксимальном ходе и укороченной длине шатуна. Закрытая высота пресса указываетна предельную высоту штамп, который может быть установлен на данном прессе.
Закрытая высота штампадолжна находиться между наибольшей и наименьшей закрытой высотой пресса.
Наименьшая закрытаявысота пресса определяется по формуле:
/>, (3.1), [ ], с.
где Н = 400 мм – наибольшая закрытая высота пресса;
М = 100 мм – величина регулируемой длины шатуна.
/> мм.
Определяем закрытуювысоту вырубного и вытяжного штампа в соответствии с рисунком 3.1.
Принимаем закрытую высотуштампа для вырубки и вытяжки Hшт.=220 мм
/>, (3.2),[ ], с.
/>,
/> мм.
Так как /> то необходимо установитьпромежуточные подкладные плиты.
Закрытая высота штампадля обрезки и пробивки определяется по формуле:
/>,
где/>= 210,5 мм – закрытая высота штампа.
/>,
/> мм.
Так как />, то необходимо установитьпромежуточные подкладные плиты.
/>
Рисунок 3.1 – Схемазакрытой высоты
h – Величина хода ползуна; М –величина регулировки длины шатуна;
Н – наибольшая закрытая высота пресса(расстояние от плиты до ползуна в его нижнем положении при максимальном ходе инаименьшей длине ползуна); L– расстояние от стола до направляющих; R – вылет от оси ползуна до станины; А1× В1 – размеры стола (не показан); a× b– размеры отверстия в столе; А× В – размеры подкладной плиты; H1 – толщина подкладной плиты; D – диаметр отверстия в подкладнойплите; K× S– размеры нижней площади ползуна; F× F– размеры квадратного отверстия вползуне; l – глубина квадратного отверстия вползуне;N – расстояние от выталкивателя донижней поверхности ползуна; с – ход выталкивателя; H2 – наименьшая закрытая высота пресса(Н – М); Ншт. – закрытая высота пресса.
3.3 Расчетисполнительных размеров рабочих частей штампов
При вырубке наружногоконтура диаметр вырубной матрицы определяют по формуле в соответствии срисунком 3.2.
/>,
Где />=124 мм – наружный диаметрдетали;
/>=1 мм – допуск наизготовление детали;
/>=0,025-допуск наизготовление матрицы.
/>.
При вырубке наружногоконтура диаметр вырубного пуансона:
/>,
Где />=0,06 мм- зазор междуматрицей и пуансоном;
/>=0,015 мм – допуск наизготовления пуансона;
/>.
При пробивке отверстиядиаметр матрицы определяется по формуле в соответствии с рисунком 3.2.
/>,
Где /> =21,5 мм-Диаметр пробиваемогоотверстия;
/>=0,52 мм-допуск наизготовление отверстия;
/>=0,06-зазор между матрицейи пуансоном;
/>.
При пробивке отверстиядиаметр пуансона определяется по формуле в соответствии с рисунком 3.2.
/>,
Где /> =21,5 мм-Диаметрпробиваемого отверстия;
/>=0,52 мм-допуск наизготовление отверстия;
/>
.
При вытяжке диаметрматрицы определяется по формуле
/>,
/> .
При вытяжке диаметрпуансона определяется по формуле
/>,
Где />-зазор между матрицей ипуансоном;
/>,
Где />=1 мм-толщина материала;
/>.
/>.
Расчет опорнойповерхности головки пуансона на смятие определяется по формуле
/>,
где F=615,44 мм- опорная поверхность головки пуансона;
/> = 2025 кгс – усилие пробивки;
/>.
Расчет пуансона на сжатиев наименьшем сечении производится по фор муле:
/>,
где F— площадь наименьшего сечения пуансонамм2;
/> = 2025 кгс – усилиепробивки;
/>=200кгс\мм2-допускаймоенапряжение на сжатие;
/>.
Тогда
/>.
Расчет свободной длиныпуансона на продольный изгиб производится по формуле
/>
Где />-модуль упругости;
/>=1,04 см4-моментинерции сечения;
/>=2-коэффициэнтбезопасности;
/>=2025 кгс- усилие пробивки;
/>мм.
а) /> б)/>в)/>
Рисунок 3.2. Схемапостроения допусков на изготовление вырубных, вытяжных, и пробивных пуансонов иматриц: а) при вырубке наружного контура; б) при вытяжке; в) при пробивкеотверстия.
3.4 Выбор материаловдеталей штампов
Рабочие детали штампов(пуансоны и матрицы) подвергаются ударной нагрузке с сильной концентрациейнапряжений на рабочих кромках или на рабочей поверхности. Поэтому к материалупуансонов и матриц предъявляется требование высокой или повышенной твердости иизносостойкости при наличии достаточной вязкости.
Материалы, применяемыедля изготовления пуансонов и матриц приведены в таблице 3.1.
Таблица 3.1 – Материалы,применяемые для изготовления пуансонов и матрицДетали штампов Марки сталей и материалов Применяймая Допускаемые заменители Пуансоны и матрицы вырубные и пробивные: простой формы У10, Х12М 5ХВ2С, ШХ15, Х12М,
Марки материалов исталей, применяемые для изготовления различных деталей штампа приведены втаблице 3.2.
Таблица 3.2 – Маркиматериалов и сталей, применяемые для изготовления различных деталей штампаДетали штампов Марки материала Термообработка Основная Заменитель Плиты штампов литые Сталь 35 Стальное литье 30Л, 40Л
– Колонки направляющие
Сталь 20
Стали 45, 50 Ст 2
Цементировать на глубину 0,5 – 1,0 мм;
калить HRC 58 – 62.
Калить HRC 45 – 50 Втулки направляющие
Сталь 20
Стали 45, 50 Ст 2
Цементировать на глубину 0,5 – 1,0 мм;
калить HRC 58 – 62.
Калить HRC 45 – 50 Подкладки под пуансон Сталь 40Х Ст 5 Калить HRC 45 – 50 Съемники Сталь 40, 40Х Сталь 25
– Упоры Сталь 45
– Калить HRC 40 – 45
Продолжение таблицы 3.2 –Марки материалов и сталей, применяемые для изготовления различных деталейштампаДетали штампов Марки материала Термообработка Основная Заменитель Прижимы, направляющие планки, выталкиватели Сталь 40Х, 45 Ст 5 Калить HRC 50 –54 Штифты Сталь У8 Ст 6 Калить HRC 45 – 50 Винты Сталь 45
–
Калить головку
HRC 40 – 45 Пружины Стали 65Г, 60С2
Стальная проволока
11-го класса Калить HRC 40 – 48
4 ОРГАНИЗАЦИОННАЯЧАСТЬ
4.1Определение типа производства
В зависимости отколичества штампованных деталей выпускаемых в течение года различаютлистоштамповочные цехи с массовым и различной серийности производством.
Типовые признакисерийности в листоштамповочном производстве приведены в таблице 4.1 изисточника
Таблица 4.1. – Типовыепризнаки серийности в листоштамповочном производстве Типовые признаки Тип производства Массовое Крупносерийное Серийное Мелкосерийное Единичное Характер производства Непрерывное поточное Поточное крупными партиями Поточное средними партиями Групповая штамповка Типы оборудования Поточно-механизированные и автоматические линии, специальные штамповочные автоматы Переналаживаемые поточно-механизированные и автоматические линии, штамповочные автоматы Поточные линии, универсальные прессы, полуавтоматы Универсальные прессы Обтяжные и листогибочные прессы, бульдозеры, вибрационные и роликовые ножницы, мелкие и средние прессы Ориентировочный годовой выпуск, тыс. шт. Особо крупные и крупные детали ≥ 400 ≥ 50 ≥ 10 ≥ 1 Единицы Средние детали ≥ 800 ≥ 100 ≥ 20 ≥ 1 Десятки Мелкие и особо мелкие детали ≥ 2000 ≥ 200 ≥ 50 ≥ 1 Сотни /> /> /> /> /> /> />
Годовая производственнаяпрограмма для детали представителя составляет 810000 штук в год. За единицейоборудования на участке закреплено 20 деталей. Суммарная годовая программа для данногооборудования составляет 9720000 штук в год.
Проанализироваввышеперечисленные признаки, можно сделать вывод, что тип производствакрупносерийный.
4.2 Нормированиеопераций
деталь экран технологический изготовление
Расчетнормы штучного времени определяется по формуле:
/>, (4.1), [ ]
где То– основное (машинное) время, мин;
Тв – вспомогательное время, мин;
k= 1,1 – коэффициент,учитывающий затраты на организационно-техническое обслуживание.
Расчет нормы штучноговремени при вырубке, вытяжке на 100 деталей.
Исходные данные:
Операция – вырубка споследующей вытяжкой.
Материал – сталь 12Х18Н10Т.
Масса рулона –852 кг.
Способ установки рулоналенты — спецтележка.
Способ удаления детали — по склизу.
Штамповать вавтоматическом режиме.
Таблица 4.2 – Расчетнормы штучного времени при вырубке, вытяжке на 100 деталей.Содержание работы
Номер
карты Основное время, мин. Вспомогательное время Не перекрываемое время, мин. 1 2 3 4 1. Открепить и снять вручную три щетки с вала автоподачи 43
–
/> 2. Поднять спецтележку с рулоном на высоту 0,5 м 47
–
/> 3. Переместить спецтележку с рулоном к автоподаче на расстояние 1,5 м 47
–
/> 4. Переместить спецтележку в исходное положение 47
–
/> 5. Зацентрировать рулон на оправке по внутреннему диаметру, закрепить посредством щек 43
–
/>
6. Разрезать металлическую ленту ножницами в
четырех местах 43
-
/> 1 2 3 4 7. Взять конец рулона ленты, пропустить через рихтовочные валки и подающий механизм, заправить ленту в штамп нажатием кнопки и вращением рукоятки 11 -
/> 8. Штамповать 2 0,013∙100 = 1,3 - Итого: 1,3 0,1817
Норма штучного времени навырубку, вытяжку 100 деталей:
/> мин.
Норма штучного времени наодну деталь:
/> мин.
Таблица 4.3.-Расчет нормыштучного времени на штамповку детали из индивидуальной заготовкиПереход
Номер
карты Основное время, мин. Вспомогательное время 1. Взять заготовку, поднести и установить в штамп до упора 3,28
– 5,8 2. Включить пресс на рабочий ход 3,25
–
/> 3. Пробить отверстие 3,24
/>
-
4. Снять деталь со штампа
И уложить в ящик 3,30
– 4,32 Итого: 1,3 12,32
Норма штучного времени наобрезку, пробивку 100 деталей:
/> мин.
Норма штучного времени наодну деталь:
/> мин.
Таблица 4.4. Нормавремени по операциямОперация Основное время, мин. Вспомогательное время, мин. Штучное время, мин.
Вырубка, вытяжка.
Обрезка, пробивка
1,3
1,3
0,1817
12,32
0,016
0,15
4.3 Расчет количестваоборудования и его загрузка
Цех листовой штамповкиоснащается прессами-автоматами К 2130, которые имеют автоматическую подачуленты.
Необходимое количествооборудования данного вида определяется по формуле:
/>, (4.2), [ ]
где Нвр. –норма времени на годовую программу, час;
Fд.с. = 3890 часов – действительныйгодовой фонд времени работы оборудования.
/>, (4.3), [ ]
где Тшт.= 0,016 мин – штучное время на одну деталь;
N = 9720000 шт – годоваяпроизводственная программа выпуска деталей.
/> час.
Тогда: />.
Принимается Спр1.= 1.
/> час.
Тогда:
/> час.
Принимается Спр2.= 7.
Коэффициент загрузкиоборудования рассчитывается по формуле:
/>, (4.4), [ ]
где Ср– необходимое количество оборудования;
Спр. – принятое количество оборудования.
/>.
/>
/>
4.4 Расчет численностипроизводственного персонала участка
Определение численности работающих на участке производится отдельно по категориям:
1) производственныерабочие;
2) вспомогательныерабочие;
3) инженерно-техническиерабочие.
Количество производственныхрабочих, выполняющих технологические операции основного производства,определяется по формуле:
/>, (4.5), [ ]
где Fд.р. = 2016 часов – действительныйгодовой фонд времени рабочего;
Кв.н. = 1,1 – коэффициент выполнения норм.
/>.
Принимается на участке 2производственных рабочих.
/>.
Принимается на участке 11производственных рабочих.
Количествовспомогательных рабочих определяется исходя из норм обслуживания по формуле:
/>, (4.6), [ ]
где Q = 8 – количество обслуживаемыхобъектов;
Ксм. = 2 – коэффициент сменности;
Ксп. = 1,12 – коэффициент, учитывающийпланируемые потери;
Нобсл. = 1,5 – норма обслуживания.
/>.
Принимается на участке 12вспомогательных рабочих:
4 наладчик V разряда;
2 крановщик III разряда;
4 контролер III разряда;
2 кладовщика.
Остальные работы пообслуживанию участка выполняются цеховым персоналом.
Для руководства участкомвводится должность бригадира, который назначается из числавысококвалифицированных рабочих, вошедших в состав производственных рабочих.
В соответствии срасчитанным количеством человек на участке мы также принимаем 3-х человек ИТР,а также 2-х человек МОП – уборщиц 1-ой и 2-ой смены.
Таблица 4.4 – Своднаяведомость списочного состава на участкеКатегории работающих Количество человек Удельный вес, %. Производственные рабочие 13 43,3 Вспомогательные рабочие 12 40 ИТР 3 10 МОП 2 6,7 Итого: 30 100 %
4.5 Организациятранспорта на участке
В холодно–штамповочныхцехах используются мостовые краны, кран-балки, электрорельефы, подвесныеконвейера, напольные и наземные транспортеры, колесные транспортные машины ирельсовые приводные тележки.
Краны применяются длямонтажа и демонтажа оборудования, транспортировки узлов и деталей прессов,подачи заготовок на рабочие места, а также для наладки крупных и среднихштампов.
Широко используютсяподвесные конвейеры с несущей цепью, толкающие.
Транспортеры напольноготипа (непрерывного действия или шаговые) используются для межоперационнойтранспортировки заготовок на поточных линиях.
Подпольные транспортерыприменяются для уборки производственных отходов.
Широко используютсяколесные транспортеры.
Поворотные краныразделяются на две группы:
1) краны,грузоподъемность которых не зависит от вылета стрелы;
2) стреловые краны,грузоподъемность которых для обеспечения требуемой устойчивости изменяется сизменением вылета стрелы.
На своем участке япринимаю мостовой кран грузоподъемностью
Q = 20/5 т.с. и электрокар.
4.6 Расчет площадиучастка и его планировка
Производственнаяплощадь участка определяется по количеству установленного оборудования иудельной площади на один пресс.
Удельнаяпроизводственная площадь на многопозиционные пресс-автоматы составляет
Длявырубки, вытяжки с применением валковой подачи — 50 м2 (q = 50 м2).
Дляобрезки, пробивки — 40 м2 (q = 40 м2).
/>, (4.7), [ ], с.272
Где q = 1 – количество установленногооборудования;
S=50 м2– удельная производственная площадь.
/> м2.
/>,
Где q = 7 – количество установленногооборудования;
S=40 м2– удельная производственная площадь.
/> м2
Вспомогательнаяплощадь – это площадь, занимаемая складами материалов, заготовок и деталей. Онаопределяется в размере 50 % от производственной.
/>, (4.8), [ ], с.272
/> м2.
Площадь,занимаемая сантехническими и энергетическими устройствами составляет 20 % отпроизводственной.
/>, (4.9), [ ], с.273
/> м2.
Общаяплощадь участка определяется по формуле:
/>, (4.10)
/> м2.
Высотаздания до головки рельса подкранового пути: h = 11,740 м.
Высотаздания: H = 14,4 м.
Объемздания, занятого участком, определяется по формуле:
/>, (4.11), [ ], с.274
/> м3.
Планировкаи организация рабочего места зависит от вида и размера заготовки, степенимеханизации работ и способа подачи заготовки, способа удаления деталей, типапресса, мощности (усилия) пресса и размеров штампуемых деталей.
Ворганизацию рабочего места штамповщика входят:
1)правильная и наиболее удобная планировка рабочего места, включая способы и местаукладки заготовок, готовых изделий и отходов;
2)необходимая подготовка материалов и полуфабрикатов;
3)обеспечение рабочего места вспомогательным инструментом;
4)содержание в исправности и рабочей готовности пресса и штампа;
5)содержание рабочего места в чистоте и порядке.
Планировкаоборудования штамповочных цехов должна предусматривать соответствующую площадьоколо пресса для укладки заготовок, готовых деталей и отходов, а такженеобходимые проходы и проезды для внутрицехового транспорта.
4.7 Организацияштампо-инструментального хозяйства
Основными задачамиорганизации инструментального хозяйства являются: полное и своевременноеобеспечение рабочих мест нужным и качественным инструментом; своевременныйремонт и организация работ по восстановлению изношенного инструмента.
Инструментальноехозяйство в соответствии со своими задачами выполняет следующие функции:
1) планирует производствои потребление технологической оснастки по ее видам;
2) организует ремонт ивосстановление технологической оснастки, ее хранение и выдачу;
3) осуществляеттехнический надзор за эксплуатацией оснастки.
Организацияпланово-предупредительного ремонта штампов и другой оснастки включаетмежремонтное обслуживание, малый, средний, капитальный и внеплановый ремонты.
Межремонтное обслуживаниевключает в себя профилактический осмотр штампа, наблюдение за правильнойустановкой и эксплуатацией штампа, устранение мелких дефектов, затяжкуослабленных креплений, замену легкозаменимых частей, очистку, смазку ирегулировку штампа, а также устройств механизации и автоматизации.
Малыйремонт – один из основных видов планово-предупредительного ремонта, благодарякоторому оборудование цеха поддерживается в работоспособном состоянии. Онзаключается в замене и восстановлении отдельных изношенных деталейоборудования. Малый ремонт производиться без демонтажа оборудования и нетребует полной разборки штампа.
Среднийремонт – вид планово-предупредительного ремонта, при котором без снятияоборудования с фундамента производят частичную разборку машины, ремонтотдельных сборочных единиц (узлов), замену и восстановление до 50% основныхизношенных деталей, сборку, регулирование и испытание машины.
Капитальныйремонт – самый большой по объему ремонт, при котором полностью разбираютремонтируемую машину, восстанавливают все ее механизмы, узлы, проверяют нормыточности данного оборудования в соответствии с первоначальнымихарактеристиками. При этом штамп подлежит списанию, так как ремонту он неподлежит.
Внеплановыйремонт осуществляется после аварии или при непредвиденной поломке отдельныхсборочных единиц (узлов) и деталей машины или вследствие наличия внутреннихдефектов при изготовлении машины.
Вштампо-ремонтном отделении цехов листовой штамповки в большинстве случаеввыполняются малый и средний ремонты штампов и приспособлений. Капитальныйремонт и изготовление новых штампов и приспособлений производится в штампо –механическом, штампо – ремонтном и инструментальном цехах завода.
4.8 Организациятехнического контроля
При разработкетехнологического процесса холодной листовой штамповки обязательнопредусматриваются операции технического контроля. В цехах холодной штамповкитехнический контроль предусматривает:
1) контроль материала,поступающего в цех;
2) контроль за установкойи наладкой штампов перед началом работы;
3) контрольполуфабрикатов в процессе изготовления детали;
4) контроль готовойпродукции.
Контроль продукцииосуществляют рабочие – штамповщики и контролеры технического контроля.
Для производства даннойдетали на участке используют следующие виды контроля:
1) входной контроль –задачей является проверка качества материала для штамповки. При входномконтроле проверяется соответствие марки материала по сопровождающим документам.Проверяется толщина материала при помощи штангенциркуля или микрометра.Проверяется отсутствие внешних дефектов: трещин, закатов, зажимов, заусенцев,надрезов и так далее. Контроль производится визуальным осмотром, принеобходимости вырезается образец для лабораторных исследований;
2) операционный контроль– производится для контроля размеров после каждой операции. Размерыконтролируются универсальным или специальным измерительным инструментом:штангенциркулем, микрометром, набором радиусных шаблонов, рулеткой. Внешнимосмотром проверяется отсутствие трещин, заусенцев, надрывов, гофры;
3) контроль готовойпродукции – осуществляется после завершающей операции технологическогопроцесса. Проверяется также соответствие изделия техническим требованиям,указанным на чертеже.
При большом количествеизделий в партии, в технологическом процессе необходимо указывать периодичностьконтроля и качества изделий, контролируемых из партии.
Современная организацияпроизводства предполагает безусловную ответственность каждого исполнителя закачество выпускаемой продукции. Работники ОТК тщательно анализируют все факторыпроизводства и осуществляют предупредительный контроль, исключающий возможностьвыпуска недоброкачественной продукции. Рабочие-штамповщики и мастераобязательно контролируют изготовление детали или полуфабриката перед предъявлениемих контролерам ОТК. Если при приеме контролер ОТК обнаруживает дефекты в партиидеталей, то вся партия деталей возвращается исполнителю.
4.9 Организацияремонта и обслуживания оборудования
Планово-предупредительныйремонт оборудования на участке производится по определенной системе, включающейв себя совокупность различного вида работ по техническому уходу и ремонтуоборудования. Мероприятия межремонтного обслуживания, включающие наблюдение заправилами эксплуатации оборудования, своевременное устранение мелкихнеисправностей и осмотры между плановыми ремонтами, выполняют как рабочие,обслуживающие данное оборудование, так и дежурный персонал ремонтной службыцеха. Межремонтное обслуживание выполняется во время перерывов в работеоборудования, без нарушения технологического процесса. Межремонтноеобслуживание грузоподъемных машин, управляемых из кабины (мостовые краны)производится крановщиком совместно с дежурными слесарями и электромонтерамиежемесячно, а грузоподъемных машин, управляемых с пола (кран-балки) рабочими,допущенными к их эксплуатации.
Ремонтные работыподразделяются на малый, средний и капитальный ремонты. При малом ремонтепроизводится замена или восстановление изношенных деталей, промывка, смазка ирегулировка агрегата. При капитальном ремонте производится полная разборкаагрегата, замена или ремонт всех изношенных частей и деталей, сборка ирегулировка агрегата.
Малый ремонтосуществляется ремонтно-механическими отделениями, средний и капитальныйремонты – ремонтно-механическим цехом завода.
Ремонтный циклпланово-предупредительного ремонта включает: проведение нескольких осмотров инескольких малых и средних ремонтов между двумя капитальными ремонтами.
Внеплановые ремонты – эторемонты, не предусмотренные графиком планово-предупредительного ремонта. Присоблюдении правил эксплуатации и хорошо организованной системы ремонта,внеплановых ремонтов не должно быть.
4.10 Охрана труда,техника безопасности
Охрана труда – систематехнических, санитарно-гигиенических, организационных и правовых мероприятий,направленных на создание наиболее благоприятных условий для работы, обеспечениебезопасности для жизни и здоровья персонала предприятия, предотвращениетравматизма и профессиональных заболеваний.
Техника безопасности –система организационных и технических мероприятий и средств, предотвращающихвоздействие на рабочего опасных производственных факторов.
Задача охраны труда – этосоздание условий труда, при которых полностью устраняется производственныйтравматизм и профессиональные заболевания.
Основным нормативнымдокументом, регламентирующим санитарно-технические и санитарно-гигиеническиеусловия в цехах других производственных, вспомогательных и служебно-бытовыхпомещениях, являются санитарные нормы проектирования промышленных предприятий.Технологические процессы и оборудование не должны выделять в воздух помещений,в атмосферу и водоемы вредные или неприятнопахнущие вещества, не производитьили не допускать выше предельно установленных нормами шума, вибраций,ультразвука, инфразвука, электромагнитных волн, статического электричества,электрических излучений.
В холодноштамповочныхцехах травматизм может возникнуть вследствие несовершенства конструкций штамповили прессов, нарушения технологического процесса, отсутствия или неправильнойконструкции предохранительных и ограждающих устройств, а также вследствиеплохой организации труда в цехе.
Согласно правилам техникибезопасности каждый вновь принимаемый рабочий должен пройти инструктаж потехнике безопасности.
Общие правила техникибезопасности при работе на прессах:
В начале работы:
1) необходимо убедиться вхорошем состоянии пресса и рабочего места и выяснить, были ли в предыдущейсмене неполадки в работе пресса и как они были устранены;
2) обеспечить необходимуюсмазку пресса;
3) при необходимостиотрегулировать местное освещение;
4) проверить исправностьпресса на холостом ходу.
Во время работы:
1) внимательно относитьсяк сигналам, подаваемым с грузоподъемных устройств и движущегося транспорта, ине находиться под поднятым и движущимся грузом.
2) Во время выполненияработы быть внимательным и не отвлекаться на посторонние дела и разговоры;
3) при ремонте, смазкепресса у пусковых устройств вывешивается надпись “Не включать – ремонт”;
4) запрещаетсяприкасаться к электрооборудованию и электроустройствам, обслуживание которыхрабочему не поручено.
По окончании работы:
1) выключить электромотори запереть включающие устройства;
2) привести в порядокрабочее место: сложить в тару заготовки и убрать отходы, сдать готовуюпродукцию, инструмент и приспособления;
3) сдать рабочее место иоборудование сменщику, сообщив обо всех имеющихся неполадках в работе пресса иштампа.
Для предупрежденияпопадания рук штамповщика в рабочую зону штампа применяются устройства,закрывающее штамповое пространство во время рабочего хода, устройства,предотвращающие включение пресса при нахождении рук в такой зоне, устройства,принудительно удаляющие руки рабочего из опасной зоны.
Механизация иавтоматизация включает необходимость в непосредственном соприкосновении производственногоперсонала с оборудованием во время его работы, предотвращая этим проникновениерук рабочего в опасные зоны оборудования при его работе.